Новое понимание формирования АТФ-синтазы: важная функция белка-помощника Hsp70

Ученые под руководством профессора Томаса Беккера из Университетской клиники Бонна получили новые данные о формировании АТФ-синтазы — "турбины" клеточных электростанций, митохондрий.

Было обнаружено, что молекулярный шаперон, белок Hsp70, выполняет в созревании белков больше функций, чем считалось ранее. Hsp70 не только помогает укладке (фолдингу) белков в митохондриях, но и способствует сборке АТФ-синтазы. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Митохондрии производят клеточную энерговалюту АТФ (аденозинтрифосфат). Белок Hsp70 участвует в импорте многих белков в матрикс митохондрий, где он катализирует их фолдинг. АТФ-синтаза — это белковый комплекс во внутренней мембране, производящий основную часть клеточной энергии.

"Белковый комплекс АТФ-синтазы состоит из вращающегося ротора, приводимого в движение обратным транспортом протонов в матрикс. Эта часть соединена с каталитической "головкой" фермента через "статор". Как формируются статор и каталитическая головка и соединяются вместе, ранее было понято лишь частично", — поясняет профессор Беккер.

Исследовательская группа выявила центральную функцию белка Hsp70 в этом процессе сборки. Доктор Цзияо Сун обнаружила, что Hsp70 вместе с белками-партнерами участвует в сборке каталитической головки. С помощью команды доктора Доминика Винтера было показано, что субъединицы АТФ-синтазы накапливаются у Hsp70 при нарушении сборки комплекса. Также было обнаружено, что Hsp70 контролирует соединение каталитической головки со статором.

Таким образом, митохондриальный Hsp70 выполняет двойную функцию в формировании АТФ-синтазы: сборку каталитической головки и контролируемое соединение головки со статором.

"Дефекты в формировании АТФ-синтазы или митохондриального Hsp70 приводят к заболеваниям, особенно нервной системы. Поэтому новые результаты могут внести важный вклад в понимание этих дефектов", — отметил профессор Беккер.