Frontiers in Molecular Biosciences

Molecular Chaperones

A molekuláris chaperonok a sejtek homeosztázisában kulcsszerepet játszó fehérjék széles köréből állnak, és a fehérjék hajtogatásának segítéséért felelősek, a multimer fehérjék összeszereléséért, a fehérjék transzlokációjáért a sejten belül és a sejten keresztül, a nem kívánt vagy rosszul hajtogatott fehérjék lebontásáért a normális sejtfolyamatok során, valamint a fehérjék stabilizálásáért az aggregáció megakadályozásával és a stresszhelyzetben történő újbóli hajtogatás segítésével (Lindquist, 1986; Lindquist és Craig, 1988).

A chaperon-aktivitással rendelkező fehérjéket kezdetben a hősokk során túlexpresszált fehérjékként fedezték fel, és ezért hősokkfehérjéknek (Hsp) nevezték el őket. A hősokk mellett más stresszfeltételek, például szén-, nitrogén- vagy foszfátlimitáló körülmények is ismertek voltak a molekuláris chaperonok indukálására. Ezeket a fehérjéket molekulatömegük alapján öt nagy családba sorolják: (a) Hsp100 család, (b) Hsp90 család, (c) Hsp70 család, (d) Hsp60 család és (e) kis hősokkfehérje család (sHsp) (Bohen et al., 1995; Schirmer et al., 1996; Bukau és Horwich, 1998). A chaperonokat hatásmódjuk alapján is osztályozzák a következőkre: (a) Foldázok, olyan chaperonok, amelyek ATP felhasználásával segítik a kibomlott fehérjék visszahajtását, pl. Hsp70 és Hsp60, (b) Holdázok, olyan chaperonok, amelyek megkötik a hajtási intermediereket és megakadályozzák az aggregációt, pl. sHsp és Hsp40, és (c) Disaggregázok, olyan chaperonok, amelyek aktívan szétbontják a káros fehérjeaggregátumokat, ami azok kis fragmentumaihoz vezethet, pl. az AAA + ATPáz szupercsalád tagjai és a Hsp100. Ez a fajta besorolás kevés kivétellel igaz (Richter és mtsai., 2010; Kim és mtsai., 2013). A chaperonok által segített fehérje-összehajtás mechanizmusaival kapcsolatos ismereteink nagy része a Hsp60 és Hsp70 chaperoncsaládokkal kapcsolatos munkákból származik. Ez az áttekintés a molekuláris chaperonok Hsp60 osztályára összpontosít, kiemelve az atipikus szerkezetű és funkciójú Hsp60-akat.

Hsp60 család/Chaperoninek

A 60 kDa tömegű chaperonok nagy oligomer gyűrűket alkotnak, és chaperoninokként is említik őket. A chaperoninokat a társ-chaperoninok igénye és a sejtszintű elhelyezkedésük alapján két csoportba sorolhatjuk tovább. Az I. típusú chaperoninok a prokarióták citoplazmájában, az eukarióták mitokondriumában és kloroplasztiszában találhatók. Szükségük van a ko-kaperonin, azaz a Hsp10 segítségére, amely a gyűrű sapkájaként működik. A jól tanulmányozott I. típusú chaperonin az Escherichia coli-ban GroEL-GroES rendszerként ismert. Homológjai a Cpn60/Cpn20 a kloroplasztiszokban és az mtHsp60/mtHsp10 a mitokondriumban (Cheng et al., 1989; Hayer-Hartl et al., 1995; Dickson et al., 2000). A II. típusú chaperoninok az eukarióták citoplazmájában és az archaebakteriális mikroorganizmusokban találhatók. Ezek beépített fedéllel rendelkeznek, ezért működésükhöz nincs szükségük co-chaperoninokra (Ranson és mtsai., 1998). A II. típusú chaperoninokra példa az eukarióta TriC/CCT gépezet (TCP-1 gyűrűkomplex/chaperonin tartalmú TCP-1 komplex), amely 8 alegységből áll, valamint a termoszóma az archaebaktériumokban. Az I. típusú chaperoninokkal ellentétben a II. típusú chaperoninok szubsztrátfüggetlen befogásához a prefoldin és a Hsp70 homológok segítségére van szükség (Iizuka és mtsai., 2004; Cuéllar és mtsai., 2008). Nemrégiben egy harmadik csoportról, az úgynevezett III-as típusú chaperoninokról számoltak be, amelyek szerkezetileg hasonlóak a II-es típusú chaperoninokhoz, de mechanisztikailag és filogenetikailag különböznek mind az I-es, mind a II-es típusú chaperoninoktól, pl. a Carboxydothermus hydrogenoformans chaperonin (Ch-CPN) (Techtmann és Robb, 2010; An et al., 2017; 1. ábra). Az I., II. és III. típusú chaperoninokat I., II. és III. csoportos chaperoninoknak is nevezik.

Structure-Function of Type I Chaperonins: Prokaryotic Cytosol

E. coli GroEL-GroES

Structural and functional studies on E.. coli GroEL-ről kimutatták, hogy egy tetradekamer szerkezetet alkot, amely két egymásra rakott heptamer gyűrűből áll, és egy üreget képez, amely a GroES megkötésekor jellegét túlnyomórészt hidrofóbról hidrofilre változtatja. A szubsztrátfehérje hajtogatása ebben az üregben történik a GroES ko-kaperonin segítségével, amely egy sapkaszerű heptamer szerkezetű (Mande és mtsai., 1996). Minden GroES monomer 10 kDa méretű. A GroEL monomer három doménre, nevezetesen apikális, intermedier és ekvatoriális doménre oszlik. Mindegyik monomer ~57 kDa méretű.

A GroEL-GroES által közvetített szubsztrátfehérje hajtogatásra két modellt javasoltak. Aszimmetrikus/szekvenciális modell, amely széles körben elfogadott. Ebben a modellben a GroEL és a GroES sztöchiometrikusan 2:1 arányban van jelen (14:7 alegységarány). A másik, szimmetrikus/szimultán modellként ismert modellben, amely a közelmúltban megfigyelt GroEL-GroES komplexen alapul, a GroEL mindkét gyűrűjét a GroES ko-kaperinon 1:1, azaz (GroEL-GroES)2 sztöchiometriai arányban, 14:14 alegységarányban fedezi (Sameshima et al., 2008; Ye és Lorimer, 2013; Fei et al., 2014). Szimmetrikus (GroEL-GroES)2 komplexet figyeltek meg szubsztrátfehérje jelenlétében és hiányában is, ami egy átmeneti köztes állapotra utal a hajtogatási reakcióciklusban.

Az I. típusú chaperoninok szerkezete-funkciója: endoszimbiontikus organellumok

Kloroplasztisz és mitokondriális chaperoninok

A kloroplasztisz chaperoninokat jellemzően Cpn60 (GroEL homológok) és Cpn10 (GroES homológok) néven említik. A Cpn60 chaperoninok több alegységből állnak, amelyek két rokon, de különböző α és β típusra oszlanak szét (Dickson et al., 2000; Hill és Hemmingsen, 2001). A bakteriális chaperoninokkal ellentétben, amelyek több alegységet tartalmaznak és a homo-oligomerizációt részesítik előnyben (Ojha et al., 2005; Gould et al., 2007), a kloroplasztisz chaperoninok hetero-oligomereket képeznek a kétféle chaperonin α és β alegységével. A heterogenitás a ko-kaperoninok szerkezetében is fennáll. A Cpn10 a standard ko-kaperinoninhoz hasonló, 10 kDa-os alegységekből álló heptamer egygyűrűs szerkezetet alkot (Koumoto és mtsai., 2001; Sharkia és mtsai., 2003). A Cpn20 két Cpn10-szerű polipeptidszekvenciával rendelkezik, amelyek tandemben kapcsolódnak egymáshoz. A tisztított Cpn20 20 kDa alegységet tartalmazó tetramer gyűrűszerű szerkezetben létezik. In vitro teljesen funkcionális, segíti a denaturált fehérje visszaalakítását mind a kloroplasztisz Cpn60, mind az E. coli GroEL jelenlétében (Tang és mtsai., 2006). Sőt, a Chlamydomonas reinhardtii Cpn10 csak a Cpn20 jelenlétében segíti a GroEL-t (Tsai és mtsai., 2012). A kloroplasztisz chaperoninok oligomer összeszerelésében tehát jelentős heterogenitás tapasztalható.

A humán mitokondriális chaperonin, az mtHsp60 ismert, hogy a GroEL-GroES rendszertől eltérő fehérjehajtogató mechanizmussal rendelkezik (mitokondriális fehérje), és egyetlen heptamer gyűrűt igényel a fehérje hajtogató funkciójának ellátásához a társ-chaperoninjával, az mtHsp10-el együtt (Viitanen et al., 1992; Nielsen és Cowan, 1998). A mitokondriális chaperonin kristályszerkezete azonban a társ-chaperoninnal, az mtHsp60-mtHsp10-vel komplexben egy egyedülálló köztes szakaszt ábrázol, ahol az mtHsp60-mtHsp10 egy szimmetrikus, kettős gyűrűs, labdarúgó-szerű szerkezetet alkot, (mtHsp60)14 + 2 (mtHsp10)7 .

I. típusú chaperoninok: nem kanonikus jellemzők

Multiple Chaperonins Across Species

A teljesen szekvenált genomok elemzése arra utal, hogy a genomiális szekvenciaadatok mintegy 30%-a rendelkezik a chaperoninokat kódoló génszekvenciák több példányával (Lund, 2009; Kumar et al., 2015). Ezeknek a többszörös chaperoninoknak a kiterjedt filogenetikai elemzésen alapuló eloszlása arra utal, hogy a chaperonin gének többszörös kópiái túlnyomórészt öt törzsben fordulnak elő, nevezetesen: (a) Actinobacteria törzs, (b) Firmicutes törzs, (c) Cyanobacteria törzs, (d) Chlamydia törzs, és (e) α-Proteobacteria törzs (Kumar et al., 2015).

Actinobaktériumok

Actinobaktériumok Gram-pozitív baktériumok, genomjukban magas G + C tartalommal rendelkeznek, pl. Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae és Bifidobacterium longum. Ezek a fajok jellemzően a chaperonin gének két példányával rendelkeznek, az egyik példány egy operonszerű struktúrában van jelen. A Cpn60 másik kópiája független génként létezik a Cpn10 gén jelenléte nélkül (Rinke de Wit és mtsai., 1992). Az aktinobakteriális chaperonin gének a HrcA transzkripciós faktor szabályozási kontrollja alatt állnak, amely az upstream CIRCE (controlling inverted repeat of chaperone expression) szekvenciához kötődik (Duchêne et al., 1994; Grandvalet et al., 1998). Bizonyos esetekben a szabályozást a HspR transzkripciós faktor az upstream HAIR (HspR Associated Inverted Repeat) szekvenciához való kötődése közvetíti (Barreiro et al., 2004).

Firmicutes

A firmicutes Gram-pozitív baktériumok, genomjukban alacsony G + C tartalommal rendelkeznek, pl. Staphylococcus aureus, Desulfitobacterium dehalogenans és C. hydrogenoformans. A Firmicutes ismert, hogy rendelkeznek mind prokarióta-szerű I. típusú chaperonin génekkel, mind pedig archael-szerű, III. típusú chaperonin kategóriába sorolt chaperonin génekkel. Az I. típusú chaperoninok operonikus elrendeződésben helyezkednek el a co-chaperoninnal, míg a III. típusú chaperonin gén a dnaK operonban található. Mind az I., mind a III. típusú chaperonin géneket a HrcA transzkripciós faktor szabályozza (Techtmann és Robb, 2010).

Chlamydiae

A chlamydiae többnyire obligát intracelluláris patogének, pl. Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumonia és Chlamydia psittaci. A Chlamydia-fajok a chaperonin gének három példányával rendelkeznek (McNally és Fares, 2007). Az operonikus elrendeződés azt sugallja, hogy a chaperonin géneknek csak egy példánya létezik a társ-chaperoninjával együtt. A többi chaperonin gén azonban külön-külön található. A chlamydia chaperonin gének szabályozása összetett. A chaperonin gén első példányát hősokk indukálja, és a HrcA-CIRCE rendszer szabályozza. A chaperonin gén második kópiája akkor indukálódik, ha a chlamydia monocitákban vagy makrofágokban van (Kol et al., 1999), a chaperonin gén harmadik kópiája pedig akkor, ha a chlamydia Hep-2 sejtekben van (Gérard et al., 2004). A chaperonin gének ilyen típusú expressziója és szabályozása életciklus-specifikus mintázatra és független funkcionális szerepre utal.

α-proteobaktériumok

A rhizobiumok, amelyek az α-proteobaktériumok osztályába tartoznak, a hüvelyes növényekkel társulva a gyökérgümőkben élő, nitrogénkötésben részt vevő szimbiózisok, pl. Bradyrhizobium japonicum, Rhizobium leguminosarum. A Rhizobiumok tartalmazzák a legtöbb chaperonin-kópiát. A B. japonicum a chaperonin gének hét példányával rendelkezik (Fischer és mtsai., 1993). A R. leguminosarum egy jól jellemzett organizmus, amely a chaperonin gének három kópiájával rendelkezik. A génelrendeződés mindezen organizmusokban arra utal, hogy a chaperonin gén három kópiája külön operont alkot a megfelelő co-chaperonin génekkel (George és mtsai., 2004). Az egyik chaperonin-operon azon a genomszigeten található, amely a nitrogénkötésben részt vevő géneket tartalmazza. Ezt a nitrogénkötő géneket szabályozó NiF faktorok szabályozzák (Ogawa és Long, 1995). A chaperonin gén második kópiája nem jól tanulmányozott, és ismert, hogy számos modell szubsztrátfehérje chaperonáló tulajdonságában vesz részt (George és mtsai., 2004).

Cyanobaktériumok

Ayanobaktériumok nagyrészt fotoszintetizáló baktériumok, pl. Synechococcus platensis, Prochlorococcus marinus és Anabaena variabilis. A cianobaktériumfajok genomszekvenciáinak mintegy 90%-a a chaperonin gének két példányát tartalmazza, amelyek közül az egyik egy operonba rendeződik, míg a másik chaperonin gén külön kódolt. Egyes cianobaktériumfajok a chaperonin gének három példányát tartalmazzák, ahol a chaperonin gének közül kettő a megfelelő társ-chaperoninnal együtt helyezkedik el az operonban, míg a chaperonin gének harmadik példánya független (Lund, 2009; Kumar et al., 2015). Az operonikus elrendeződésben a ko-kaperoninnal együtt létező chaperonin gének esszenciális gének, míg a ko-kaperonintól függetlenül létező gének nem esszenciálisak (Sato és mtsai., 2008). A két cianobakteriális chaperonin gén pozitívan az RpoH és negatívan a HrcA fehérjék által szabályozott. Hősokk hatására az egyik chaperonin gén gyorsan, míg a másik chaperonin gén fokozatosan indukálódik (Kojima és Nakamoto, 2007; Rajaram és Apte, 2010). A hősokk hatására fokozatosan indukálódó chaperonin génről ismert, hogy közvetlenül részt vesz a fotoszintézisben.

Evolúciós vonal

Amint egyre több genomszekvencia válik elérhetővé, a chaperonin gének elemzése arra utal, hogy a chaperonin gének több példányának eloszlása és gyakorisága a különböző filákban és organizmusokban folyamatosan növekszik (Lund, 2009; Kumar et al., 2015). Annak megértése érdekében, hogy a chaperonin gének többszörös előfordulásának oka vagy horizontális géntranszfer vagy génduplikáció, a GroEL fehérjék fajonkénti filogenetikai elemzését végeztük el, amely kimutatta, hogy a GroEL gének többszörös kópiáinak létezésének okai nem egységesek. Néhány esetben génduplikációs eseményt evolúciós szelekció követett, mint például a myxobakteriális GroEL-ek, a mykobakteriális GroEL első és második példánya és néhány rizobium GroEL-je esetében. A mycobakteriális GroEL harmadik homológja, néhány rhizobialis GroEL és metanoszarkinális GroEL esetében horizontális géntranszfer történt (Goyal et al., 2006; Kumar et al., 2015).

Laborunkban korábban azt javasoltuk, hogy a mycobakteriális GroEL duplikálódott és különböző szelekciós nyomáson ment keresztül, hogy megkülönböztető strukturális és funkcionális szerepet töltsön be az evolúció során (Goyal et al., 2006). A rekombinánsan tisztított M. tuberculosis GroEL-eken végzett biofizikai és biokémiai vizsgálatok kimutatták, hogy a GroEL1 és GroEL2 alacsonyabb oligomerként létezik, szemben az E. coli tetradekamer GroEL szerkezetével (Qamra és mtsai., 2004). Az M. tuberculosis GroEL2 kristályszerkezete dimer formában kiemelte a határfelületi régióban található különböző maradékok jelenlétét, amelyek valószínűleg felelősek az oligomerizáció megváltozásáért (2. ábra; Qamra és Mande, 2004). Az M. tuberculosis GroEL1-en végzett génkeverési és doméncsere-vizsgálatok arra utalnak, hogy az ekvatoriális domén felelős a sikertelen oligomerizációért. Az apikális domén ellenáll a nagy inszercióknak és delécióknak (Kumar és mtsai., 2009). Ezzel nagyjából egy időben kimutatták, hogy a GroEL1 úgy fejlődött, hogy promiszkuzív módon köt nukleinsavakat (Basu et al., 2009), és az oligomerizációt szerin-maradékok foszforilációja segíti elő (Kumar et al., 2009). Mivel a GroEL2 köztudottan esszenciális chaperonin a Mycobacteriumokban, míg a GroEL1 oligomer összeszerelődése poszttranszlációsan szabályozott, arról számoltak be, hogy a tetradekamer összeszerelődés és a pontos domének közötti kommunikáció előfeltétele a chaperonin aktivitásnak (Chilukoti et al., 2015).

Funkcionális sokféleség

Nagyon fontos megvizsgálni, hogy a chaperoninok több példányának jelenléte felelős-e a kanonikus chaperoninokként való viselkedésért, vagy pedig új funkciók betöltése érdekében divergáltak. Az is fontos, hogy ezek a többszörös chaperoninok közös szubsztrátokon vagy a szubsztrátok különböző poolján hatnak-e. A GroEL-ek nagymértékben konzerváltak a különböző fajokban, és kimutatták, hogy más baktériumokból származó chaperoninok homológjai képesek működni az E. coli-ban, ami a szubsztrátfehérjék átfedésére és a GroEL funkció közös mechanizmusára utal. A szubsztrátfehérjék GroEL-lel való kölcsönhatásai hidrofób természetűek, így a konformációs változás által közvetített, az apikális és az ekvatoriális domének expozíciója az üregben kulcsszerepet játszik a szubsztrátfelismerésben és segíti a fehérje hajtogatást. A szubsztrátfehérjék GroEL-hez való kötődése a szekvencia-hasonlóságot nem mutató fehérjék α/β doméneken keresztül történik (Kerner és mtsai., 2005; Kumar és Mande, 2011), és további vizsgálatok szerint a GroEL szelektíven inkább globuláris szubsztrátokat köt, mint nyújtott polipeptideket (Robinson és mtsai., 1994; Goldberg és mtsai., 1997). A chaperoninok egy szervezetben található többszörös kópiáiról is beszámoltak, amelyek új funkciók betöltésére fejlődtek ki. Egy rovarszimbiontában, a Xenorhabdus nematophila-ban található GroEL homológról kimutatták, hogy mérgező a rovarokra, amit az alfa-kitinhez való kötődés közvetít. E GroEL-homológok mutációs elemzése arra utal, hogy az ilyen jellegű aktivitáshoz kritikus aminosav különbözik az esszenciális chaperonintól (Joshi és mtsai., 2008). M. tuberculosisban a GroEL2 generalista chaperoninként működik (Hu és mtsai., 2008), míg a GroEL1-ről azt jelentették, hogy nukleoidokhoz kapcsolódik (Basu és mtsai., 2009). Így nyilvánvaló, hogy a groEL gének génduplikációja a chaperoninok funkcionális diverzitásához és/vagy az intracelluláris fehérje folding eltérő szubsztrát spektrumához vezetett.

Post-transzlációs módosítások/Biofilmképződés

A fehérjék poszt-transzlációs módosításait az organizmusok a fiziológiai folyamataik modulálására és a folyamatosan változó környezethez való alkalmazkodásra használják (Bernal et al., 2014). A chaperoninekről beszámoltak, hogy bizonyos organizmusokban poszttranszlációsan módosulnak, és ez a módosítás funkciójuk elnyerésével/vesztésével jár. Például az M. tuberculosis sejtlizátum frakcionálása kimutatta, hogy a GroEL1 tetradekamer formája csak szerin-maradékokon történő foszforiláció után érhető el (Kumar és mtsai., 2009). Hasonlóképpen egy másik jelentésben kimutatták, hogy a foszforiláció treonin-maradványokon történik (Canova és mtsai., 2009). Mindkét megfigyelés arra utal, hogy a GroEL1 oligomerizációja poszttranszlációs módosítás eredménye.

Sok kórokozó kikerüli a veleszületett immunválaszt és antibiotikumokkal szemben rezisztenssé válik azáltal, hogy biofilmet képez a hámsejteken (Hall-Stoodley és Stoodley, 2005). A GroEL biofilmképzésben betöltött szerepét néhány organizmusban tisztázták. Például a M. smegmatis GroEL1 mutánsa nem képes biofilmet képezni. Mechanisztikus vizsgálatok kimutatták, hogy a M. smegmatis GroEL1 kölcsönhatásba lép a KasA enzimmel, amely kritikus a biofilmképzésben részt vevő mikolsav bioszintézisben (Ojha és mtsai., 2005). Érdekes módon nemrégiben arról számoltak be, hogy a B. anthracis patogén törzsben a GroEL foszforilálódik, és ezáltal modulálja a biofilmképződést. Ezek az eredmények rávilágítanak arra, hogy a GroEL foszforilációjának funkcionális következményei vannak (Arora és mtsai., 2017). Az acetiláció egy másik poszttranszlációs módosítás, amely az E. coli és M. tuberculosis chaperoninokhoz kapcsolódik, azonban ennek a módosításnak még nem tulajdonítottak funkcionális szerepet (Liu és mtsai., 2014). Hasonlóképpen, a mitokondriális co-chaperonin (mtHsp10) acetil-modifikáción megy keresztül és szabályozza a mitokondriális fehérjék hajtogatását tápanyagfelesleg esetén (Lu et al., 2015).

C-terminális változatosság

Változatos vizsgálatok kiemelik a GroEL C-terminális maradékainak fontosságát a chaperonin általános működésében (Tang et al., 2006; Chen et al., 2013). A chaperoninok többszörös kópiájára vonatkozó esetekben a C-terminális maradékok eltérő mintázattal rendelkeznek. Míg a GroEL (E. coliból származó) C-terminálisa egy 13 maradékból álló motívummal (GGM)4M rendelkezik, addig más organizmusokból származó GroEL homológok (amelyek több példányban tartalmaznak chaperoninokat) eltérő C-terminális motívumokkal rendelkeznek, mint például:

a) Histidinben gazdag C-terminális, pl. Mycobacteria (Colaco és MacDougall, 2014)

b) Mintázat nélküli C-terminális, pl., Rhizobia (George et al., 2004)

c) Hasonló (GGM)4M ismétlődések, pl. Myxobacteria (Wang et al., 2013)

d) GGM-szerű farok hiánya, pl. Methanosarcina (Figueiredo et al., 2004)

Egyértelműen látható, hogy a különböző szervezetek számos chaperonin paralógja rendelkezik GGM-szerű C-terminussal. A genomiális szerveződés széles skálája figyelhető meg ezekben a chaperoninokban. Ezenkívül különbségek mutatkoznak a társ-kaperoninnal való koexpressziójukban és a funkciójuk esszencialitásában is. Így ezek a paralógok zavarba ejtő módon vagy esszenciálisak, vagy nem esszenciálisak, társ-kaperoninjukkal együtt expresszálódnak, vagy nem expresszálódnak együtt, és valószínűleg házvezető chaperoninokként működnek. Másrészt a GGM-szerű C-terminussal nem rendelkező chaperoninok valószínűleg új funkciók betöltésére fejlődtek ki (Ojha et al., 2005; Wang et al., 2013; 3. ábra).

Következtető megjegyzések

Az I. típusú chaperoninok az intracelluláris fehérje hajtogatásban betöltött szerepük miatt fontosak. A GroEL-GroES rendszer a baktériumokban a citoszolikus fehérjék mintegy 10-15%-ának hajtogatását segíti. A GroEL különböző struktúrái, amelyeket apo-formában, nukleotidhoz kötött formában, valamint a GroES ko-kaperoninnal alkotott komplexben oldottak meg, megpróbálják megmagyarázni e chaperoninek fehérje hajtogatásban betöltött szerepét (Saibil és mtsai., 2013). A többféle chaperonin létezése és változatos funkciókban betöltött szerepük evolúciós nyomásra utal a különböző környezeti feltételekhez való alkalmazkodás irányába. Az M. tuberculosis GroEL2 szerkezete kiemeli az alacsonyabb oligomer állapotot és az exponáltabb hidrofób felületeket, valószínűleg a szubsztrátkészlet növelése és az energiakonzerválás érdekében (Qamra és Mande, 2004; Qamra és mtsai., 2004; Kumar és Mande, 2011). A hisztidinben gazdag C-terminálisok több chaperoninban való jelenlétének köszönhetően azt javasolták, hogy ezek alternatív biológiai funkciókban segítsenek. A M. smegmatis GroEL1 vashoz való kötődése segíthet a biofilmképzésben (Ojha és mtsai., 2005). A M. tuberculosis groEL1 knockout törzs túlélési hibája alacsony levegőztetési körülmények között segíthet az oxigénérzékelésben a fémekhez való közvetlen kötődéssel, vagy segíthet bizonyos metalloproteinek hajtogatásában (Sharma és mtsai., 2016). Más homológ chaperonin fehérjék szerkezete valószínűleg választ fog adni a chaperonin homológok új funkcióival kapcsolatos számtalan kérdésre.

Author Contributions

A felsorolt szerzők mindegyike érdemben, közvetlenül és intellektuálisan hozzájárult a munkához, és jóváhagyta azt a publikáláshoz.

Kérdések összeférhetetlenségi nyilatkozata

A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségként értelmezhetők.

Köszönet

MYA köszöni a Senior Research Fellowship pénzügyi támogatását a Department of Biotechnology (DBT), Ministry of Science and Technology, Government of India. A szerzők hálásan köszönik a DBT BT/PR15450/COE/34/46/2016 és BT/PR3260/BRB/10/967/2011 támogatásai révén az SCM laboratóriumban végzett munkához nyújtott pénzügyi támogatást.