Chaperonproteinen

Chaperonproteinen, vaak chaperones genoemd, zijn eiwitten die de juiste vouwing van andere eiwitten bevorderen en voorkomen dat ze in aggregaten klonteren. Ze functioneren als tijdelijke assistenten tijdens eiwitsynthese en herstel, dragen bij aan proteostase en vormen geen onderdeel van het uiteindelijke eiwit. Hun activiteit is gericht op het bereiken en behouden van een functionele conformatie van klant-eiwitten.

De werking varieert per type. Sommige chaperonproteinen werken als holdases: ze binden aan onvolwassen polypeptiden om verkeerd vouwen en aggregatie te voorkomen. Anderen fungeren als foldases: onder ATP-hydrolyse helpen zij het eiwit daadwerkelijk vouwen. Bekende systemen zijn de Hsp70-familie (bijv. DnaK in bacteriën en BiP in het endoplasmatisch reticulum) die samenwerkt met co-chaperonen zoals DnaJ en GrpE. Chaperonines zoals GroEL/GroES vormen een afgesloten kamer waarin een eiwit rustig kan vouwen. Hsp90 en kleine HSP’s spelen aanvullende rollen bij de productie en stabilisatie van complexe eiwitten.

Chaperonproteinen bevinden zich op diverse plekken in de cel, waaronder cytosol, mitochondriën en het endoplasmatisch reticulum. In het ER speelt BiP een centrale rol bij de productie van secretie- en membraanproteïnen en werkt samen met de calnexin/calreticulin-cyclus. In prokaryoten bestaan bekende systemen zoals DnaK-DnaJ-GrpE en GroEL-GroES.

Tijdens stress, zoals hitte, worden chaperonproteinen vaak hoger tot expressie gebracht om proteïnevouwing te verbeteren en schade te beperken. Een verstoorde proteostase, waarin chaperonfuncties ontbreken of falen, wordt geassocieerd met veroudering en diverse ziekten, waaronder neurodegeneratieve aandoeningen. Ze zijn tevens relevant in biotechnologie voor verbetering van eiwitproductie en in fundamenteel onderzoek naar eiwitkwaliteit.