소포체내 단백질 접힘 과정에서 샤페론 단백질의 역할은 무엇인가요?
안녕하세요. 조면 소포체에서는 단백질이 합성되는데요, 소포체 내 단백질 접힘 과정에서 샤페론 단백질의 역할은 무엇이며 접힘이 실패했을 경우에는 어떠한 분자적 경로가 작동하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
소포체 샤페론은 새로 합성된 단백질이 올바른 3차 구조로 접히도록 결합 안정화하며 잘못된 응집을 막을수 있답니다.
소포체 내에서 샤페론 단백질은 새로 합성된 단백질이 올바른 3차원 구조를 형성하도록 돕고, 비정상적으로 접힌 단백질이 응집되는 것을 방지하는 역할을 합니다. 만약 단백질 접힘이 실패하면, 세포는 소포체 스트레스 반응(UPR)을 활성화하여 샤페론 단백질의 생산을 늘리고 단백질 합성을 일시적으로 멈추며, 그래도 문제가 해결되지 않으면 소포체 연관 분해(ERAD) 경로를 통해 잘못 접힌 단백질을 세포질로 내보내 프로테아좀에서 분해합니다.
조면 소포체 내에서 단백질이 합성될 때, 샤페론 단백질은 정상적인 3차원 구조로 접히도록 돕는 역할을 합니다.
다시 말해 단백질 응집을 막고, 잘못 접힌 부분을 교정하여 정상적인 기능을 할 수 있도록 하는 것입니다.
하지만 접힘이 실패하여 비정상적인 단백질이 쌓이면, 세포는 비접힘 단백질 반응(UPR)을 활성화시킵니다. 이 반응은 샤페론 생산을 늘리고 단백질 합성을 억제하여 소포체 스트레스를 줄이려는 반응입니다. 그럼에도 문제가 해결되지 않으면, 비정상 단백질은 소포체 관련 단백질 분해(ERAD) 경로를 통해 소포체 밖으로 보내져 프로테아좀에 의해 분해됩니다. 여기까지 했는데도 문제가 해결되지 않으면 세포는 세포자연사를 통해 스스로를 파괴해버립니다.
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 소포체에서 단백질이 합성되고 접히는 과정은 세포 생존과 기능 유지에 매우 중요한데요, 이 과정에서 샤페론 단백질은 중요한 역할을 수행합니다.
소포체 내로 새로 합성된 단백질은 처음에는 선형 폴리펩타이드 사슬 상태인데요, 이때 샤페론 단백질은 이 사슬이 자발적으로 잘못 접히거나 응집되는 것을 막아줍니다. 대표적인 샤페론 단백질로는 BiP가 있는데요, Hsp70 계열 단백질로, 새로 합성된 폴리펩타이드에 결합해 조기 응집을 방지하며 올바른 접힘이 완료되면 BiP가 떨어져 나갑니다.
단백질이 제대로 접히지 못하면, 세포는 독성 응집체 축적을 막기 위한 시스템이 작동하게 되는데요, 우선 ER 연관 분해 경로로 잘못 접힌 단백질은 샤페론에 의해 인식되며 이후 소포체 막을 통해 세포질로 역수송되고 최종적으로 세포질의 유비퀴틴-프로테아좀 시스템에 의해 분해됩니다. 감사합니다.