患难之交：伴侣素如何识别并重塑需要折叠辅助的蛋白质

伴侣素是生物纳米机器，通过将被动力学捕获的错折叠态中解救出来，帮助新翻译的蛋白质折叠。在细菌蛋白质组中，一部分蛋白质的体内折叠辅助由伴侣素机器强制完成。伴侣素是大型寡聚复合物，具有异常的七重对称（I组）或八/九重对称（II组），形成双环结构，包围一个中央折叠腔。在ATP驱动循环中发生的剧烈大规模构象变化，使伴侣素能够结合错折叠蛋白质，将其封装入扩张的腔中，并释放回细胞环境，无论其是否折叠。与迭代退火机制相关的理论结合了蛋白质折叠的构象自由能景描述，\textit{定量}解释了大部分（即便不是全部）现有数据。错折叠构象对应于粗糙能量景中的低能极小值。这些低能构象的随机破坏导致更高自由能、折叠程度更低的构象，可随机分配进入天然态。I组伴侣素（真细菌及内共生细胞器中的GroEL同源物）非特异地识别大量错折叠蛋白质，并通过高度协调的协同运动运作。相比之下，了解较少的II组伴侣素（真核中的CCT，古菌中的thermosome/TF55）辅助特定的一组底物蛋白质。伴侣素与细菌感染、自身免疫疾病以及蛋白质聚集与降解疾病有关。理解伴侣素机制及其底物不仅对细胞蛋白质折叠的基础方面重要，也对有效治疗策略重要。