Ensamblaje de complejos proteicos

La mayoría de las proteínas no funcionan como cadenas polipeptídicas completamente extendidas, sino que se ensamblan en complejos compactos multicomponentes. Durante el ensamblaje, el complejo en crecimiento debe distinguir sus componentes específicos de una mezcla de cientos de diferentes especies de proteínas y no proteínas presentes en la célula.

Los complejos proteicos pueden ser homoméricos, formados por varias copias de la misma cadena polipeptídica, o heteroméricos, compuestos por múltiples cadenas polipeptídicas distintas o componentes no proteicos.

Por lo general, las proteínas tienen toda la información necesaria para autoensamblarse en complejos funcionales a partir de sus constituyentes con velocidad y precisión.

Muchos virus pueden autoensamblarse para formar una unidad completamente funcional utilizando la célula huésped infectada para producir todos los componentes necesarios.

Por ejemplo, en el virus del mosaico del tabaco, las subunidades de proteínas de la cubierta se autoensamblan en anillos individuales, in vitro. Una molécula de ARN se une en el centro de la hélice en crecimiento para producir el virus activo.

Sin embargo, en algunos complejos de proteínas, el autoensamblaje solo se debe a una mutación o enfermedad.

La hemoglobina, la proteína transportadora de oxígeno que se encuentra en los glóbulos rojos, es un tetrámero de dos subunidades alfa y dos subunidades beta similares. Sin embargo, en la anemia de células falciformes, la hemoglobina mutante tiene un parche hidrofóbico que aumenta la afinidad entre los tetrámeros de hemoglobina, lo que hace que se agreguen en un ensamblaje anormal de fibras de hemoglobina.

Estas fibras cambian las células sanguíneas de un esferoide a una forma de media luna, obstruyendo así los vasos sanguíneos.

Aunque muchas proteínas se autoensamblan sin ayuda externa, los factores de ensamblaje, como las chaperonas moleculares, ayudan a que los componentes de las proteínas se ensamblen en un complejo estable y funcional.

El proteasoma 26S, maquinaria molecular que ayuda en la degradación regulada de proteínas, consta de dos subcomplejos distintos: una partícula central 20S en forma de barril y dos tapas de partículas reguladoras 19S. Cada subcomplejo se compone a su vez de varias subunidades proteicas.

Múltiples chaperonas dedicadas al proteasoma integran estas subunidades en sus respectivos subcomplejos. Finalmente, las chaperonas ensamblan los subcomplejos en el complejo completo de proteasoma.