Warum denaturierte Proteine ​​nicht in ihre native Form zurückfalten können

Ich habe mich gefragt, warum ein denaturiertes Protein nicht wieder in seine native Form zurückfalten kann.
Weil ein Polypeptid vor seiner Faltung einen Enthalphie- und Entropieantrieb hat, um dies zu tun. Was macht der Denaturierungsprozess mit dieser begünstigenden Kraft, sich in die native Struktur zu falten?
Meiner Meinung nach kann ich die Unterschiede zwischen dem ungefalteten Protein (direkt nach der Translation) und dem denaturierten Protein nicht erkennen.

Einige denaturierte Proteine ​​können sich in ihren nativen Zustand zurückfalten, wenn auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Das hat das klassische (wenn auch leicht zweifelhafte) Anfinsen-Experiment gezeigt. (siehe zB sandwalk.blogspot.co.uk/2007/02/… )

Antworten (1)

Kurz gesagt: Der entfaltete Zustand ist ein energiereicher Zustand des Proteins, der sich in Richtung energieärmerer Zustände bewegt. Einige dieser Zustände sind das gefaltete Protein, während andere Zustände denaturiertes Protein sind (das "falsche" Wechselwirkungen mit sich selbst oder anderen Proteinen bildet). Energiebarrieren zwischen diesen Zuständen halten das Protein im denaturierten Zustand, obwohl der gefaltete Zustand günstiger sein könnte.

Oder anders gesagt: Es ist kinetisch im denaturierten Zustand gefangen, obwohl die Thermodynamik den gefalteten Zustand begünstigen würde.

Eine schöne Abbildung zur Veranschaulichung: http://www.ghrnet.org/index.php/jbmbr/article/viewFile/1027/1397/6798

Wenn Sie etwas genauer ins Detail gehen, werden Sie feststellen, dass viele Proteine ​​​​(insbesondere größere) normalerweise von Chaperonen gefaltet werden. Diese Helferproteine ​​binden an die entstehende Proteinkette, um deren Aggregation zu verhindern. Sie führen das Protein gewissermaßen in einen gefalteten Zustand. Auf ähnliche Weise können Chaperone Proteinen helfen, die Energiebarrieren zu überwinden, die normalerweise verhindern, dass sie von einem aggregierten Zustand in einen gefalteten Zustand übergehen.

Diese Rezension in Science ist sehr vollständig, enthält aber auch einige schöne Zahlen, die Ihnen eine Vorstellung davon geben, was passiert: http://science.sciencemag.org/content/353/6294/aac4354.long /

Wenn Sie ein Pirat sind: http://science.sciencemag.org.sci-hub.bz/content/353/6294/aac4354.long

Sie haben nicht erklärt, wie sich die „Energielandschaft“ zwischen dem neu synthetisierten Protein (das sich faltet) und dem denaturierten Protein (das sich falten kann oder nicht) unterscheidet.
Jede Diskussion über die Proteinfaltung muss auch Chaperone beinhalten, ohne die viele neu synthetisierte Proteine ​​nicht in der Lage wären, sich zu falten (oder nach einer Art konformativen "Schaden" erneut zu falten).
Es gäbe nur eine Energielandschaft für das Protein. Denaturiertes Protein in meiner Antwort ist spezifisch aggregiertes denaturiertes Protein, da ich annehme, dass OP davon spricht. Ein perfekt einsames hitzedenaturiertes Protein würde sich genauso leicht falten wie ein frisch synthetisiertes, aber normalerweise ist dies nicht der Fall, wenn es um denaturierte Proteine ​​geht.
@MattDMo: Ich denke, die meisten Proteine ​​falten sich ohne Chaperone gut. In Bakterien werden alle Chaperone Hitzeschockproteine ​​genannt, daher scheint es mir, dass sie nur unter Stress benötigt werden. Haben Sie irgendwelche Quellen, die zeigen, dass diese Chaperone ständig einen großen Teil aller Proteine ​​falten?
@VonBeche Ich werde Ihnen gleich einige Referenzen finden. Ja, viele Chaperone werden HSPs genannt, weil das der Kontext ist, in dem sie entdeckt wurden, aber weitere Forschungen haben gezeigt, dass sie im „normalen“ zellulären Kontext (zumindest in Säugetierzellen, mit denen ich am besten vertraut bin) unverzichtbar sind.
Könnte den Unterschied erklären. Ich arbeite mit Bakterien und sehe viele heterologe Proteine, die ohne ihre eigenen Chaperone gut exprimiert werden. Ich glaube Ihnen einfach, wenn Sie sagen, dass es in Säugetierzellen viel häufiger vorkommt.
@VonBeche hier sind einige Referenzen. Einige sind möglicherweise kostenpflichtig. Ich entschuldige mich, wenn dies der Fall ist und Sie keinen Zugriff erhalten. Wenn Sie wirklich eine lesen möchten, lassen Sie es mich einfach wissen und ich werde Ihnen am Montag ein PDF zukommen lassen. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18432918 , ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27365453 , en.wikipedia.org/wiki/Chaperone_(protein) , ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27134861 , ncbi .nlm.nih.gov/pubmed/26973652 usw.
@MattDMo: Ich habe die Science-Rezension ein wenig überflogen, und sie sieht wirklich sehr gut aus. Es stellt sich heraus, dass es meistens "es kommt darauf an" und für kleine (bakterielle) Proteine ​​sind keine Begleitpersonen erforderlich, aber ich werde meiner Antwort ein wenig hinzufügen.
Danke für die Info! @MattDMo
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