ААА-белковини

ААА-белковини или АTPази асоцирани (поврзани) со различни клеточни активности — белковинска фамилија чии членови споделуваат сочуван модул од околу 230 аминокиселински остатоци. Станува збор за голема, функционално разновидна белковинска фамилија, која припаѓа на ААА+ белковинското натсемејство на NTPази со P-петелка.
ААА-белковините имаат улога на искористување на хемиската енергија ослободена при хидролиза на АTP за покренување на конформациони промени кои се претвораат во механичка сила која делува на макромолекуларен супстрат.
ААА-белковините се функционално и организационо разновидни, а се разликуваат во активноста, стабилноста и механизмот на дејство. Членовите на ААА-фамилијата на белковини се среќаваат во сите живи организми и се од суштинско значење за многу клеточни процеси. Тие се вклучени во процесите на ДНК-репликација, разградување на клеточни белковини, спојување на мембрани, раскинување на микротубули, биогенеза на пероксизоми, пренос на сигнали и регулација на генска експресија.
1 Структура
ААА-доменот содржи два поддомена; N-терминален алфа/бета-домен, кој ги врзува и хидролизира нуклеотидите (Розманов склоп), и C-терминален алфа-завоен домен. N-терминалниот домен е долг околу 200-250 аминокиселински остатоци и ги содржи Вокеровите мотиви. Овој домен го поседуваат и другите припадници на ААА+ натсемејството. Повеќето ААА-белковини имаат дополнителни домени кои се користат за олигомеризација, врзување на супстрат и/или регулација. Овие домени може да се наоѓаат N или C-терминално во однос на ААА-модулот.
2 Четвртична структура
ААА-ATPазите градат олигомерни агрегати (најчесто хомохексамери) кои формираат прстенеста структура со централна пора. Овие белковини градат молекуларен мотор кој го спрегнува врзувањето и хидролизата на АTP за промени во конформационите состојби, кои промени можат да бидат пропагирани низ агрегатот, со цел да делуваат на одреден супстрат, преку негова транслокација или ремоделација.
Централната пора може да биде вклучена во обработката на супстратот. Во хексамерната конфигурација, АTP-врзувачкото место се наоѓа на интерфејсот помеѓу подединиците. По врзувањето и хидролизата на АTP, ААА-ензимите подлежат на конформациони промени во ААА-домените, како и во N-домените. Овие движења може да бидат пренесени на супстратна белковина.
3 Молекуларен механизам
Хидролизата на АTP кај AAA-ATPазите се одвива преку нуклеофилен напад на гама фосфатната група на АTP со активирана молекула на вода, што доведува до движење на N-терминалните и C-терминалните ААА-поддомени еден во однос на другиот. Ова движење овозможува создавање на механичка сила, која ја амплифицираат другите ATPазни домени во рамките на истата олигомерна структура. Додатните домени во белковината овозможуваат регулација и насочување на механичката сила кон различни цели.
4 Прокариотски ААА-белковини
Прокариотите поседуваат ААА-белковини кои комбинираат функција на шаперони со протеолитичка активност. Пример е ClpAPS-комплексот кој посредува во разградувањето на белковини кај бактеријата ''E. coli''. Препознавањето на белковините кои треба да подлегнат на разградување се смета дека е преку несклопените домени на супстратната белковина. Во HslU, кој претставува бактериска ClpX/ClpY-хомолог на HSP100 фамилијата на ААА -белковини, N и C-терминалните поддомени се движат еден кон друг при врзување и хидролиза на нуклеотидите. Терминалните домени се најоддалечени во состојбата кога немаат врзано нуклеотиди, а најдоближени во состојбата кога имаат врзано ADP. На овој начин влијаат на отворањето на централната пора.
5 Функции
ААА-белковините се вклучени во процесите на разградување на белковини, мембранско спојување, репликација на ДНК, динамика на микротубулите, внатрешноклеточен транспорт, активирање на транскрипцијата, склопување на белковините и разградување на белковински комплекси и белковински агрегати. Динеините, една од трите најголеми класи на моторни белковини, се всушност ААА-белковини кои ја поврзуваат нивната ATPазна активност со молекуларно движење долж микротубулите. ААА-протеазите ја користат енергијата на хидролиза на ATP за транслокација на белковинска молекула внатре во протеазом за деградација.