Mecanismo de translocación de polipéptido en forma de rejilla de la AAA+ desagrega Hsp104

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología estructural
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Las proteínas Hsp100, incluida la Hsp104 de Saccharomyces cerevisiae, son ATPasas AAA+ cruciales para mantener la proteostasis.
• Estas máquinas moleculares despliegan las proteínas aberrantes, apuntándolas para el repliegue o la degradación.
• Hsp104 solubiliza específicamente agregados amorfos inducidos por estrés y amiloides, pero el mecanismo de interacción y translocación del sustrato sigue sin estar claro.

Objetivo del estudio:

• Aclarar la base estructural del reconocimiento y la translocación del sustrato por Hsp104.
• Comprender el mecanismo de desagregación mediada por Hsp104 a una resolución casi atómica.

Principales métodos:

• Para determinar las estructuras de Hsp104 se empleó la criomicroscopia electrónica (Cryo-EM).
• Se obtuvieron estructuras de resolución casi atómica utilizando un sustrato modelo, la caseína.
• El análisis se centró en Hsp104 en diferentes estados de translocación.

Principales resultados:

• Las estructuras revelaron interacciones de sustrato mediadas por tirosinas de bucle de poro conservado que entran en contacto con un polipéptido desplegado de 80 angstroms de largo.
• Un cambio conformacional parecido a un trinquete en dos protómeros avanza las interacciones de lazo de poro con el sustrato por dos aminoácidos.
• Estos cambios conformacionales están acoplados a la hidrólisis de nucleótidos y se transmiten alrededor del hexámero, lo que indica un mecanismo de translocación rotativa procesal.

Conclusiones:

• El Hsp104 utiliza un mecanismo de translocación rotativa procesado para la desagregación.
• La flexibilidad sensible al sustrato es una característica clave de la función de Hsp104.
• Los hallazgos proporcionan información estructural sobre cómo Hsp104 mantiene la proteostasis mediante el desmontaje de agregados proteicos tóxicos.