Assemblaggio del complesso proteico

La maggior parte delle proteine non funziona come catene di polipeptidi completamente estese, ma assemblate in complessi multicomponenti compatti. Durante l'assemblaggio, il complesso crescente deve distinguere i propri componenti specifici in una miscela di centinaia di proteine diverse e specie non proteiche presenti nella cellula. I complessi proteici possono essere omomerici, costituiti cioè da diverse copie della stessa catena polipeptidica, o eteromerici, composti da molteplici polipeptidi distinti o componenti non proteici.

Normalmente le proteine hanno tutte le informazioni necessarie per auto-assemblarsi in complessi funzionali, a partire dai loro costituenti, con velocità e precisione. Molti virus possono auto-assemblarsi per formare un'unità completamente funzionale utilizzando la cellula ospite infetta per produrre tutti i i componenti necessari. Per esempio, nel Virus Mosaico del Tabacco, le subunità proteiche di rivestimento si auto-assemblano in anelli individuali in vitro.

Una molecola di RNA si lega al centro dell'elica in crescita per produrre il virus attivo. Tuttavia, in alcuni complessi proteici, l'auto-assemblaggio è solo dovuto a mutazione o malattia. L'emoglobina, la proteina che porta ossigeno presente nei globuli rossi, è un tetramero di due subunità alfa e di due subunità beta simili;tuttavia, nell'anemia falciforme, l'emoglobina mutante crea un cerotto idrofobo che aumenta l'affinità tra i tetrameri dell'emoglobina, facendoli aggregare in un insieme anomalo di fibre dell'emoglobina.

Queste fibre cambiano le cellule del sangue da uno sferoide ad una forma a mezzaluna, così ostruendo i vasi sanguigni. Sebbene molte proteine si auto-assemblino senza aiuto esterno, esistono fattori di assemblaggio come i chaperones molecolari che aiutano i componenti proteici ad assemblarsi in un complesso stabile e funzionale. Il proteasoma 26S, un meccanismo molecolare che aiuta nella degradazione proteica regolata, consiste di due sottocomplessi distinti-una particella di nucleo a forma cilindrica e due 19S barre di regolazione.

Ogni sottocomplesso è inoltre composto da diverse subunità proteiche. Multipli chaperons dedicati al proteasoma, integrano queste subunità nei loro rispettivi subcomplessi. Infine, i chaperones assemblano i sottocomplessi nel complesso proteasomico completo.