Chaperone (engl. Anstandsdamen) sind Proteine, die neu synthetisierte Proteine bei der Faltung unterstützen. Im Artikel "Chaperon" des DocCheck Flexikons findet sich eine sehr übersichtiche Beschreibung dieser wichtigen Proteine:
"In der Aminosäuresequenz der Proteine ist die räumliche Konformation und Art der Faltung prinzipiell festgelegt. Im ungefalteten Zustand weisen Proteine jedoch reaktionsfreudige hydrophobe Seitenketten auf, die mit anderen hydrophoben Molekülen oder anderen Proteinen zusammentreten können. Dadurch kommt es zur Ausbildung von Proteinaggregaten. Aggregierte Proteine verlieren dabei ihre biologische Funktion.
Chaperone verhindern die Ausbildung von Aggregaten, indem sie die hydrophoben Seitenketten ungefalteter Proteine abschirmen und dadurch die korrekte Faltung der Proteine ermöglichen. Die Chaperone lagern sich dabei an die Proteine an, werden aber nicht fester Bestandteil des zu faltenden Proteins.
Chaperone sind für die Funktion des Stoffwechsels äußerst wichtig. Sie können bei Bedarf vermehrt produziert werden und tragen dann zur Stabilisierung und Aufrechterhaltung der Zellfunktion bei. Ein gutes Beispiel dafür sind die sogenannten Hitzeschockproteine, die vom Organismus bei Stress und Überhitzung freigesetzt werden und ihm ein höheres Maß an Resistenz verleihen, indem sie die korrekte Faltung der Proteine gewährleisten. Des Weiteren spielen sie eine Rolle bei der chaperonvermittelten Autophagie, bei der sie Proteine den Lysosomen zuführen." [1]
Medizinische Bedeutung
"Medizinische Relevanz besitzen Chaperone im Rahmen von Erkrankungen, bei denen fehlgefaltete Proteine und deren Akkumulation zur Schädigung von Zellen führen. Die Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung (CJD), der Morbus Alzheimer und einige Formen der Amyloidose sind in diesem Zusammenhang die markantesten Beispiele." [1]
Die Tertiärstruktur eines Proteins ist grundsätzlich bereits in der Primärstruktur angelegt, und bei Peptiden und kleineren Proteine kann man auch beobachten, dass sie die energetisch günstigste Konformation quasi von selbst einnehmen, ohne Hilfe von außen. Durch H-Brücken, ionische Anziehungen und hydrophobe Wechselwirkungen kann diese Konformation stabilisiert werden. Für die Bildung von Disulfidbrücken sind allerdings Enzyme notwendig.
Größere und komplexere Proteine können sich zwar im Prinzip auch von selbst falten, aber die vielen Aminosäure-Seitenketten, die nach außen ragen, können Kontakt mit den Seitenketten anderer Proteine aufnehmen, und auf diese Weise können sich unerwünschte und funktionsuntüchtige Protein-Aggregate bilden. Dies zu verhindern, ist nun die Aufgabe der Chaperone.
"Diese Proteine interagieren spezifisch mit aggregationsanfälligen Proteinen und treten somit direkt in Konkurrenz zu Aggregationsreaktionen. Die Chaperone beschleunigen dabei die korrekte Faltung und Assoziation der Proteine, ohne selbst Teil der Struktur zu werden. " [2]
Quellen: