Definizione
Il termine anglosassone di chaperone, mutuato dal francese chaperon, indica una persona, e un ruolo, della buona società tra l’ottocento ed il novecento. Ogni fanciulla, in viaggio o in pubblico, doveva essere accompagnata da un’affidabile persona anziana, lo chaperon (in genere un’altra donna vedova o single) che la sorvegliava discretamente e ne assicurava il corretto comportamento. Se la funzione dello chaperon falliva la configurazione morale e talora anche fisica della fanciulla ne era gravemente compromessa.
Il concetto di chaperon è stato quindi trasferito alla regolazione della configurazione delle proteine, sia di quelle nascenti, che devono assumere il corretto stato di ripiegamento dopo il termine della loro sintesi e della loro collocazione intracellulare, sia di quelle che dopo aver assunto la conformazione definitiva vanno incontro ad alterazioni strutturali per eventi accidentali.
Studi in vitro hanno dimostrato che la struttura tridimensionale delle proteine dipende essenzialmente dalla sequenza aminoacidica primaria della stessa ( principio di Anfisen ).
Alcune proteine semplici e di piccole dimensioni possono infatti assumere spontaneamente la configurazione terziaria in vitro in soluzioni molto diluite. Tuttavia il ripiegamento di una sequenza aminoacidica non è generalmente un evento spontaneo in vivo in quanto l’ambiente in cui viene a trovarsi la proteina nascente o alterata accidentalmente è estremamente affollato e contiene numerose molecole che possono interferire con questo processo (nelle cellule la concentrazione di RNA e proteine è di circa 200-400 mg/ml). Si possono quindi formare intermedi parzialmente ripiegati (partially folded intermediates) o proteine con conformazioni anomale (mis-folded) entrambi proni all’aggregazione (vedi figura).
Conformazioni intermedie/anomale vs conformazione nativa
I molecular chaperones catturano queste proteine con un’inappropriata struttura secondaria o terziaria e le mantengono in uno stato di ripiegamento intermedio fino al raggiungimento della conformazione corretta.
Oltre a svolgere questo ruolo di assistenza durante il processo di assunzione della conformazione attiva, le proteine chaperon sono in grado di interagire con molecole già conformate svolgendo una funzione prevalentemente regolatoria. Per esempio interagiscono con vari mediatori del processo dell'apoptosi inibendone l'attività e conferendo maggiore resistenza allo stress alle cellule.
Tuttavia se il substrato del chaperon è danneggiato in modo irreversibile viene accompagnato verso un pathway di degradazione.
Le Heat-Shock Proteins rappresentano i principali molecular chaperones a disposizione delle cellule.
References
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Molecular chaperones in the cytosol: from nascent chain to folded protein.
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Chaperone machines in action.
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