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3.7:

Montagem do Complexo Proteico

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Molecular Biology
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Protein Complex Assembly

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A maioria das proteínas não funciona como cadeias polipeptídicas totalmente estendidas, mas sim como conjuntos multicomponentes compactos. Durante a montagem, o complexo em crescimento deve distinguir os seus componentes específicos de uma mistura de centenas de diferentes espécies proteicas e não proteicas presentes na célula. Os complexos proteicos podem ser monoméricas, consistindo de várias cópias da mesma cadeia polipeptídica, ou oligoméricas, composta de múltiplas cadeias polipeptídicas ou componentes não-proteicos.Normalmente, as proteínas têm toda a informação necessária para se auto montar em complexos funcionais a partir de seus constituintes com velocidade e precisão. Muitos vírus podem se auto montar para formar uma unidade totalmente funcional usando a célula hospedeira infetada para produzir todos os componentes necessários. Por exemplo, no vírus do mosaico do tabaco, as subunidades da proteína do revestimento são auto montadas em anéis individuais in vitro.Uma molécula de RNA liga-se no centro da hélice em crescimento para fazer o vírus ativo. No entanto, em alguns complexos proteicos, a automontagem só se deve à mutação ou doença. A hemoglobina, proteína transportadora de oxigénio encontrada em glóbulos vermelhos, é um tetrâmero de duas subunidades alfa e duas subunidades beta similares.Entretanto, na anemia falciforme, a hemoglobina mutante tem um remendo hidrófobos que aumenta têm a afinidade entre os tetrâmeros de hemoglobina, fazendo com que se agreguem em uma montagem anormal de fibras de hemoglobina. Estas fibras alteram a s células sanguíneas de um esferoide para uma forma crescente, obstruindo assim os vasos sanguíneos. Embora muitas proteínas se auto montem sem ajuda externa, fatores de montagem, como os chaperones moleculares, ajudam os componentes de proteínas a se montar em um complexo estável e funcional.O proteassoma 26S, maquinaria molecular que auxilia na degradação regulada de proteínas, consiste em dois subcomplexos distintos ma partícula de núcleo 20S em forma de barril, e duas tampas de partículas reguladoras 19S. Cada subcomplexo é composto por várias subunidades de proteínas. Vários chaperones dedicados a proteassomos integram essas subunidades em seus respetivos subcomplexos.Finalmente, os chaperones os subcomplexos no complexo proteassoma completo.

3.7:

Montagem do Complexo Proteico

As proteínas podem formar complexos homoméricos com outra unidade da mesma proteína ou complexos heteroméricos com diferentes tipos.  A maioria dos complexos proteicos junta-se espontaneamente através de vias ordenadas, enquanto que algumas proteínas precisam de factores de montagem que guiam a sua junção adequada. Apesar do ambiente intracelular cheio, as proteínas geralmente interagem com os seus parceiros corretos e formam complexos funcionais.

Muitos vírus juntam-se sozinhos em uma unidade totalmente funcional usando a célula hospedeira infectada para produzir todos os componentes necessários. O vírus do mosaico do tabaco (TMV) é um exemplo clássico de um complexo de auto-montagem de subunidades proteicas e RNA. O processo de auto-montagem do TMV é a base para algumas das partículas terapêuticas de vírus criadas para o fornecimento de fármacos.

Alguns complexos proteicos juntam-se apenas devido a mutações ou distúrbios. A hemoglobina, a proteína transportadora de oxigénio encontrada em glóbulos vermelhos, é um tetrâmero de duas subunidades alfa e duas beta. No entanto, na anemia falciforme, uma mutação pontual substitui um aminoácido hidrofílico-glutamina por uma valina hidrofóbica. Isto cria remendos hidrofóbicos viscosos nos lados opostos do tetrâmero da hemoglobina. Em um ambiente celular aquoso, os remendos hidrofóbicos em diferentes moléculas de hemoglobina unem-se, juntando-se em fibras longas e rígidas. Estas fibras alteram a forma dos glóbulos vermelhos de uma forma esferóide para crescente.

Suggested Reading

  1. Klug, Aaron. "The tobacco mosaic virus particle: structure and assembly." Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences 354, no. 1383 (1999): 531-535.
  2. Livneh, Ido, Victoria Cohen-Kaplan, Chen Cohen-Rosenzweig, Noa Avni, and Aaron Ciechanover. "The life cycle of the 26S proteasome: from birth, through regulation and function, and onto its death." Cell research 26, no. 8 (2016): 869-885.
  3. Makhnevych, Taras, and Walid A. Houry. "The role of Hsp90 in protein complex assembly." Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research 1823, no. 3 (2012): 674-682.
  4. Natan, Eviatar, Jonathan N. Wells, Sarah A. Teichmann, and Joseph A. Marsh. "Regulation, evolution and consequences of cotranslational protein complex assembly." Current opinion in structural biology 42 (2017): 90-97.