Взаимодействие шаперонов с полиглутаминовыми белками
Наибольший интерес представляет изучение действия шаперона Hsp104 , поскольку его влияние на полиглутаминовые агрегаты имеет наиболее сильные эффекты. В одной из первых работ, сделанных в дрожжевой системе, было показано, что избыток Hsp104 в клетках, экспрессируюищих гибридные белки Q103 - GFP и Q72 - GFP приводил к появлению нескольких светящихся точек на клетку, клетки имели более диффузный фон свечения. Кроме того, в лизатах клеток со сверхэкспрессией Hsp104 белки Q103-GFP и Q72-GFP после ультрацентрифугирования обнаруживались во фракции супернатанта. Делеция гена HSP104 имела самый сильный эффект: в клетках наблюдалось диффузное свечение, при ультрацентрифугировании Q103-GFP и Q72-GFP обнаруживались только во фракции супернатанта ( Krobitsch and Lindquist, 2000 ). Получены сходные данные по свечению GFP и ультрацентрифугированию лизатов ( Meriin et al., 2002 ).
Получены также данные о том, что Hsp104, вероятно, образует более мелкие агрегаты из более крупных, которые играют роль "семян" для последующей фибриллизации полиглутаминовых белков. Так, при коэкспрессии Q34 и Q80 агрегаты Q34 формировались более эффективно в присутствии Hsp104, что может говорить о его необходимости для образования "семян", необходимых для агрегации Q34. Кроме того, эффективность образования агрегатов Q80 увеличивается, если происходит экспрессия Hsp104 ( Kimura et al., 2001 ; Kimura et al., 2004 ).
Действие Hsp104 на полиглутаминовые агрегаты отлично от действия многих других шаперонов. Показано, что Hsp104 может быть вовлечен (возможно, не напрямую) в процесс инициации полимеризации полиглутаминовых белков , а шапероны семейства Ssa - в рост агрегатов этих белков ( Meriin et al., 2002 ). Для шаперонов Hsp70 и Hsp40 было показано, что они могут напрямую взаимодействовать с участками htt . In vivo, при коэкспрессии Q53 и Hsp70 ( Ssa1 ), Hsp40 ( Ydj1 ) в дрожжах происходит ингибирование образования больших детергент-нерастворимых агрегатов и накопление детергент-растворимых включений. Продемонстрировано также взаимодействие Ssa1 и Ydj1 с Q53, но не с Q20 ( Muchowski et al., 2000 ).
Полученные данные позволяют сказать, что хотя шапероны семейства Hsp70 предпочтительно узнают полипептидные цепи, обогащенные гидрофобными остатками, такими, как лейцин и изолейцин ( Bukau and Horwich, 1998 ), они, скорее всего, способны взаимодействовать и с протяженными глутаминовыми тяжами. Способность этих шаперонов связываться с htt может объяснять их свойство замедлять или предотвращать фибриллизацию htt.
