Ген Cpn60

Ген Cpn60 - Кодирует шаперонин 60 (Chaperonin 60), который относится к семейству HSP60/DnaK и играет ключевую роль в фолдинге (сворачивании) белков в клетке.

Этот ген широко консервативен у бактерий, митохондрий и хлоропластов эукариот.

Основные функции белка Cpn60:

Участие в фолдинге белков:

Помогает вновь синтезированным или денатурированным белкам приобретать правильную третичную структуру.

Работа в комплексе с Cpn10:

Cpn60 обычно функционирует как олигомер (чаще всего 14-мер) в комплексе с кошаперонином Cpn10 (GroES у бактерий).

Защита от стресса:

Экспрессия повышается при тепловом шоке и других стрессовых условиях.

Митохондриальная и бактериальная роль:

У эукариот Cpn60 присутствует в митохондриях (аналог бактериального GroEL), а у растений - также в хлоропластах.

Структура и механизм действия

Cpn60 (GroEL у бактерий) формирует двойное кольцо из 7 субъединиц каждое (всего 14 субъединиц).
Cpn10 (GroES) образует "крышечку", которая закрывает полость Cpn60, создавая изолированную среду для фолдинга белка.

Работает по АТФ-зависимому механизму:

Денатурированный белок попадает внутрь кольца Cpn60.
При связывании АТФ и Cpn10 конформация комплекса меняется, создавая благоприятные условия для фолдинга.
После гидролиза АТФ белок высвобождается.

Гомологи и аналоги Cpn60

Организм	Название гена/белка	Локализация
Бактерии	groEL (Cpn60)	Цитоплазма
Митохондрии	HSPD1 (HSP60)	Матрикс митохондрий
Хлоропласты	Cpn60α/β	Строма хлоропластов
Археи	Thermosome (аналог)	Цитоплазма

Болезни, связанные с мутациями в Cpn60/HSP60

1. Наследственные митохондриальные заболевания - мутации в HSPD1 (митохондриальный Cpn60) связаны с:

Синдромом MitCHAP-60 (митохондриальная энцефалопатия).
Болезнью Паркинсона (некоторые формы).

2. Аутоиммунные реакции:

Cpn60 бактерий может триггерить иммунный ответ (связь с ревматоидным артритом, атеросклерозом).

3. Рак:

Повышенная экспрессия HSP60 наблюдается в некоторых опухолях.

Исследования и ключевые публикации

1. Роль в бактериях:

Saibil, H. R. (2013). "Chaperonin machines for protein folding: An overview.":

Обзор механизма работы GroEL/GroES.

2. Митохондриальный HSP60:

Bie, A. S. et al. (2019). "HSPD1 mutations cause a spectrum of mitochondrial disorders.":

Связь мутаций с болезнями.

3. Иммунологические аспекты:

Henderson, B. et al. (2010). "The role of chaperonins in autoimmune disease.":

Роль бактериального Cpn60 в аутоиммунных процессах.

Перспективы исследований

Терапевтическое применение:

Ингибиторы Cpn60/GroEL исследуются как антибиотики.

Биотехнология:

Использование шаперонинов для улучшения фолдинга рекомбинантных белков.