Исследование процессов разворачивания и сворачивания in vitro молекулярных шаперонов GroEL и GroES клеток Escherichia coli тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Рябова Наталья Александровна

• Рябова Наталья Александровна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Рябова Наталья Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Проблема самоорганизации белков. Спонтанное сворачивание белков

in vitro

1.2. Концепция ассистируемой сборки белков. Молекулярные шапероны

1.3. Семейства шаперонов

1.3.1. Hsp70

1.3.2. Шаперонины (шапероны Hsp 60)

1.3.3. Hsp90

1.3.4. Hsp100

1.3.5. Малые шапероны sHsp

1.4. Шаперонные сети

1.5. Молекулярный шаперонин GroEL

1.5.1. Структура GroEL

1.5.2. Структура ко-шаперонина GroES

1.5.3. Функционирование GroEL

1.5.4. Модели функционирования GroEL

1.5.5. Стабильность GroEL и GroES

1.5.6. Ренатурация GroEL и GroES

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Реактивы

2.2. Выделение и очистка GroEL и GroES

2.3. Электрофорез в полиакриламидном геле

2.3.1 Электрофорез в денатурирующих условиях

2.3.2. Электрофорез в неденатурирующих условиях

2.3.3. Электрофорез в поперечном градиенте мочевины

2.3.4. Blue native PAGE

2.4. Получение мономерной формы GroEL и регистрация ее олигомеризации

2.5 Спектроскопические методы

2.6. Электронная микроскопия

2.6.1. Подготовка медных сеточек

2.6.2. Приготовление препаратов

2.6.3. Получение микрофотографий

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Исследования равновесных процессов сворачивания и разворачивания GroEL и GroES

3.1.1 Денатурация и ренатурация GroEL и GroES в процессе электрофореза

в поперечном градиенте мочевины

3.1.2. Равновесные денатурационные переходы олигомерной и мономерной форм GroEL по спектроскопическим параметрам

3.1.3. Влияние на олигомеризацию GroEL ионной силы, нуклеотидов и GroES

3.2. Исследования кинетических процессов сворачивания GroEL и GroES

3.2.1. Сворачивание мономера GroEL

3.2.2. Сварачивание и сборка GroES

3.2.3. Кинетические исследования олигомеризации GroEL в

оптимальных условиях in vitro

3.2.4. Влияние GroES на олигомеризацию GroEL

3.3. Визуализация продуктов процесса сборки шаперонной

системы GroEL/GroES

3.3.1. Выявление и идентификация промежуточных состояний на пути

сборки GroEL с помощью электрофореза

3.3.2. Визуализация продуктов, присутствующих в ходе сборки

шаперонной системы GroEL/GroES с помощью электронной микроскопии

3.4. Модель сборки шаперонной системы GroEL/GroES in vitro

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АТФ - аденозин-5'-трифосфат

АДФ - аденозин-5'-дифосфат

NBD - нуклеотид-связывающий домен

TPR - tetratricopeptide repeats

NEFs - Nucleotide-exchange factors

АНС - 8-анилинонафтален-1-сульфона

Tris - трис(гидроксиметил)аминометан

ТХУ - трихлоруксусная кислота

HEPES - гидроксиэтил сульфонат

TEMED - тетраэтил-метил-этилендиамин

SDS - додецилсульфат натрия

вМЭ - в-меркаптоэтанол

ДТТ - дитиотрейтол

PMSF - фенилметилсульфонилфторид

ЭДТА - этилендиаминтетраацетат

ПААГ - полиакриламидный гель

АА - акриламид

МБАА - метиленбисакриламид

ПСА - персульфата аммония

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

В начале 60-х годов Анфинсен с сотрудниками провели ряд опытов с ферментом рибонуклеазой, в которых этот белок ренатурировали после полного разрушения его пространственной структуры 8М мочевиной и восстановления внутримолекулярных S-S связей (Anfinsen and Haber, 1961). Успех последовавших позднее экспериментов по ренатурации белков in vitro позволил сформулировать основной принцип самоорганизации полипептидной цепи белка, заключающийся в том, что вся необходимая и достаточная информация о пространственной структуре белка содержится в его аминокислотной последовательности (Anfinsen, 1973). Многолетние исследования процессов денатурации и ренатурации белков в основном подтверждают гипотезу Анфинсена о том, что приобретение нативной конформации белковой молекулой - это спонтанный процесс, который не требует дополнительных факторов. (Anfinsen, 1973; Seckler and Jaenicke, 1992; Dill and Maccallum, 2012).

Однако не все эксперименты по ренатурации белков заканчивались успешно. И позже Эллис сформулировал идею ассистируемой самоорганизации белков. Согласно этой концепции, существуют критические стадии сворачивания белка, на которых может быть необходимо участие специальных клеточных факторов для обеспечения оптимальных условий протекания процесса сворачивания путем устранения «помех». Основной такой «помехой» является неспецифическая ассоциация белковых молекул, находящихся в промежуточных состояниях, за счет межмолекулярного взаимодействия экспонированных гидрофобных участков полипептидных цепей, что может ингибировать процесс дальнейшего приобретения белками нативной структуры (Ellis, 1987). Исследования процессов жизнедеятельности клеток в условиях различных клеточных стрессов выявили ряд белковых факторов, которые были названы молекулярными шаперонами. Шапероны участвуют в процессе сворачивания белков или регулируют распределение вновь синтезированных белков между

конкурирующими путями сворачивания и агрегации (Gething and Sambrook, 1992; Freedman, 1992; Frydman, 2001; Hartl et al., 2011; Ellis, 1987). Кроме того, имеются данные, что шапероны ассистируют сборку олигомерных комплексов, трансмембранный транспорт полипептидных цепей и их деградацию (Seckler and Jaenicke, 1992; Lindquist and Craig, 1988; Gething, 1997; Ellis and Hemmingsen, 1989; Ellis, 1987; Frydman, 2001; Hartl et al., 2011).

Молекулярные шапероны обнаружены как в прокариотических, так и эукариотических организмах, и многие из них сами по себе являются сложными олигомерными белками, состоящими из 6-8 субъединиц (с молекулярным весом от 10 до 100 кДа каждая), объединенных, как правило, в одно - или двух-кольцевые структуры (Saibil and Wood, 1993). Большинство клеточных белков также выполняют свою функцию в олигомерной форме, которая обеспечивает их стабильность, растворимость и многофункциональность (Jaenicke and Lilie, 2000). При этом процесс самоорганизации олигомерных белков до настоящего времени плохо изучен из-за сложностей подбора условий для их эффективной самоорганизации in vitro (Seckler and Jaenicke, 1992).

Объекты нашего исследования - большой тетрадекамерный белок GroEL (м.в.=798 кДа) и малый гептамерный белок GroES (м.в.=70 кДа) из клеток Escherichia coli принадлежат семействам белков теплового шока hsp60 и hsp10 и являются наиболее полно изученными белками своих классов с точки зрения структурных и функциональных свойств.

В gro-опероне генома клеток E.coli ген GroES находится перед геном GroEL, чей продукт наряду с ионами K+ и Mg2+ и адениловыми нуклеотидами (АТФ и АДФ) играют важную роль в функционировании GroEL как молекулярного шаперона.

Известно, что in vitro сборка олигомерной частицы GroEL является лиганд-зависимой (Lissin et al., 1990), а сборка олигомерного GroES не требует никаких дополнительных факторов (Seale et al., 1996). Однако кинетические процессы сворачивания и сборки этих шаперонов не изучены.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процессов разворачивания и сворачивания in vitro молекулярных шаперонов GroEL и GroES клеток Escherichia coli»

Цель работы.

Исследование равновесных и кинетических процессов сворачивания субъединиц и формирования четвертичной структуры молекулярных шаперонов GroEL и GroES клеток E.coli in vitro.

Основные задачи работы:

1. Провести исследования равновесных процессов разворачивания и сворачивания молекулярных шаперонов GroEL и GroES in vitro с целью определения условий существования нативного, развернутого и промежуточных состояний.

2. Структурно охарактеризовать равновесные промежуточные состояния.

3. Исследовать кинетику сворачивания молекулярных шаперонов GroEL и GroES in vitro для определения времен формирования структур субъединиц и олигомеров.

4. Определить основные этапы процесса сворачивания олигомерной структуры GroEL in vitro.

Научная новизна.

В настоящей работе впервые проведено детальное исследование самоорганизации молекулярных шаперонов GroEL и GroES in vitro. Впервые обнаружено и охарактеризовано промежуточное олигомерное (гептамерное) состояние на пути сборки GroEL, способное взаимодействовать с полноразмерным GroES. Предложена модель процесса сборки молекулярных шаперонов GroEL и GroES in vitro.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Исследование процесса самоорганизации шаперонов GroEL и GroES представляет ценность как с точки зрения ответа на вопрос, как сворачиваются белки, помогающие сворачиваться другим белкам, так и с точки зрения получения новых знаний о малоизученных процессах сворачивания сложных олигомерных белковых структур. Полученные знания могут помочь приблизиться к пониманию

механизмов приобретения полипептидными цепями нативной, функциональной структуры. С практической точки зрения понимание механизма сворачивания шаперонов позволит, например, создавать искусственные белковые конструкции с заданными шаперонными свойствами для нужд биотехнологии и препараты для профилактики заболеваний, вызываемых нарушениями белкового сворачивания.

Методология и методы исследования.

Белки GroEL и GroES выделяли из клеток E.coli штамма HB101, трансформированного мультикопийной плазмидой pGroE4 (полный groE оперон E.coli, клонированный в EcoRl сайте вектора pACYC184) по незначительно измененным методикам Лиссина (Lissin et al., 1990) и Корралеса (Corrales and Fersht, 1996).

Для проведения равновесных и кинетических исследований разворачивания и сворачивания исследуемых белков использовались различные методы элекрофореза в полиакриламидном геле (в неденатурирующих и денатурирующих условиях, в поперечном градиенте мочевины, blue native), спектроскопические методы (круговой дихроизм, светорассеяние и флуоресценция, техника «остановленного потока») и электронная микроскопия.

Положения, выносимые на защиту.

1. Процесс формирования четвертичной структуры GroES7 является одностадийным, а GroELi4 - двухстадийным.

2. Метастабильное промежуточное олигомерное состояние на пути сборки GroELi4 является гептамерным кольцом GroEL7. Его стабилизация достигается взаимодействием с ко-шаперонином GroES7 или с другим промежуточным олигомером GroEL7.

3. Для обеспечения специфической сборки мономеров GroEL в полную частицу шаперона необходимо подавление их электростатического отталкивания, что достигается, ионами Mg2+или высокой ионной силой. Также необходимо стабилизировать некий структурный элемент, что

достигается, взаимодействием с адениловыми нуклеотидами, высокими концентрациями сульфата аммония или 20 % глицерином.

Степень достоверности и апробация результатов.

Результаты настоящей работы получены с помощью методов и методик, соответствующих поставленным целям и задачам. Достоверность работы подтверждается неоднократной воспроизводимостью результатов.

Результаты выполненной работы опубликованы в трех статьях в рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК, и включены в главу книги «Stress and Environmental Regulation of Gene Expression and Adaptation in Bacteria», входящей в базу Scopus. Также результаты данной работы были неоднократно доложены на российских и международных научных конференциях, таких как: 9-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI в.» (Пущино, 2005), конференция «Современные проблемы молекулярной биофизики» (Санкт-Петербург, 2006), XVIII зимняя молодежная научная школа «Перспективные направления физико -химической биологии и биотехнологии» (Москва, 2006), International Conference on "Protein Biosynthesis, Structure and Function" (Pushchino, 2007), IV российского симпозиума «Белки и пептиды» (Казань, 2009), 14-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века" (Пущино, 2010), XVII международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2010» (Москва, 2010), 16-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология - наука XXI в.» (Пущино, 2012), Молодежный научный форум " Open Science" (Гатчина, 2016), 21-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых «Биология -наука XXI в.» (Пущино, 2017).

Личный вклад автора.

Автор принимала личное и непосредственное участие в постановке задач, планировании и выполнении экспериментов, обработке результатов и подготовке

публикаций. Выделение белков GroEL и GroES для исследований, электрофоретические и спектроскопические эксперименты проводились непосредственно автором. Электронная микроскопия выполнялась лично автором под руководством Селивановой Ольги Михайловны. Измерение флуоресценции и эксперименты с применением техники «остановленного потока» выполнялись совместно с Марченковым Виктором Викторовичем.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Проблема самоорганизации белков. Спонтанное сворачивание белков in vitro.

«Центральная догма» молекулярной биологии гласит, что генетическая информация хранится и передается только в виде линейной последовательности нуклеотидов дезоксирибонуклеиновых и рибонуклеиновых кислот, а реализуется в виде полипептидных цепей в результате транскрипции и трансляции последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот (Crick et al., 1961). Анфинсен с сотрудниками примерно в то же время провели ряд опытов с ферментом рибонуклеазой, в которых ренатурировали этот белок после полного разрушения его пространственной структуры 8М мочевиной c восстановлением внутримолекулярных S-S связей (Anfinsen et al., 1961). Успех этих и последовавших позднее экспериментов по ренатурации белков in vitro позволил сформулировать основной принцип самоорганизации полипептидной цепи, заключающийся в том, что вся необходимая и достаточная информация об уникальной пространственной структуре белка содержится в его аминокислотной последовательности (Anfinsen, 1973). Многолетние исследования процессов денатурации и ренатурации белков в основном подтверждают гипотезу Анфинсена о том, что приобретение нативной конформации белковой молекулой - это спонтанный процесс, который не требует каких-либо дополнительных факторов. (Anfinsen, 1973; Seckler and Jaenicke, 1992; Dill and Maccallum, 2012).

С точки зрения термодинамики нативное состояние белка имеет минимальную свободную энергию полипептидной цепи. Получается, что сворачивание белка - это поиск укладки полипептидной цепи с наименьшей свободной энергией. Однако расчеты, проведенные для оценки времени перебора белком всех доступных конформаций полипептидной цепи, показали, что даже для сворачивания небольшого белка потребовалось бы астрономически большое количество времени, как минимум 1077 лет (Levintal, 1968), что противоречит экспериментальным данным. Это противоречие получило название «парадокс

Левинталя». В попытке решить этот парадокс, было высказано предположение, что должна существовать определенная последовательность событий и состояний белковой молекулы, которые бы приводили к формированию уникальной нативной структуры, то есть направленный путь сворачивания белков,

Одной из первых теоретических моделей пути сворачивания белка была модель поэтапного сворачивания полипептидной цепи (Птицын, 1973), согласно которой сворачивание белка происходит в несколько этапов. На каждом из этапов формируются соответствующие промежуточные термодинамически метастабильные конформационные состояния, содержащие определенные структурные элементы, которые без существенных изменений включаются в структуру белковой молекулы на следующих этапах. Существование таких промежуточных состояний с нативоподобной укладкой цепи сокращает количество возможных конформаций сворачивающегося белка и ускоряет поиск нативной структуры. Эта модель получила в дальнейшем ряд убедительных подтверждений (Ptitsyn et al., 1990).

1.2. Концепция ассистируемой сборки белков. Молекулярные шапероны.

Однако в ряде случаев попытки ренатурации белков из развернутого денатурантом состояния завершаются неудачей. Большие, мультидоменные и олигомерные белки лишь в небольшом количестве случаев приобретают нативную структуру при ренатурации in vitro (Jaenicke, 1987). Было показано, что молекулы белков, находящиеся в промежуточных состояниях с экспонированными гидрофобными поверхностями, подвержены неспецифической ассоциации в ходе сворачивания (Zettlmeissl et al., 1979; Kiefhaber et al., 1991). Неспецифическая ассоциация тем сильнее, чем больше концентрация белка. Поэтому в клетке, содержащей огромное количество биологических макромолекул, вероятность неадекватных контактов значительно увеличивается. В клетке кроме частично свернутых белков находится большое количество полипептидов, синтез которых еще не закончился и которые так же обладают

высокой склонностью к агрегации. Кроме этого, денатурированные белки, склонные к агрегации, могут появиться вследствие воздействия на клетку экстремальных внешних условий (например, изменения температуры, рН и других стрессовых условий).

К середине 80-х годов стали появляться идеи, согласно которым в процессах формирования и поддержания нативной конформации белка в клетке, возможно, играют значительную роль некоторые белковые факторы. Так в 1986 году был высказан ряд предположений о роли белков теплового шока (см. ниже) в обеспечении сворачивания белков in vivo (Pelham, 1986).

В 1987 году была предложена концепция ассистируемой сборки белков (Ellis, 1987), в соответствии с которой существуют определенные стадии сворачивания белка, на которых необходимо участие особых клеточных факторов, обеспечивающих оптимальные условия для сворачивания белков, устраняя неадекватные межмолекулярные контакты, которые могут возникать за счет экспонированых гидрофобных или противоположно заряженных участков полипептидных цепей. Такие факторы были названы молекулярными шаперонами.

Термин "молекулярный шаперон" впервые был предложен при описании функции кислого белка нуклеоплазмина, который предотвращает неспецифическую ассоциацию гистона с ДНК и способствует правильной сборке нуклеосомы, связывая гистон и доставляя его собирающийся хроматин (Laskey et al., 1978). В дальнейшем термин стали применять ко всем белковым факторам, которые препятствуют образованию неадекватных контактов и облегчают сворачивание белков и сборку олигомерных комплексов, но не являются компонентами их конечной структуры (Hartl, 1996).

Общее число шаперонов довольно велико. Шапероны обнаружены во всех живых организмах: прокариотах, археях, эукариотах и их органеллах (Fenton and Horwich, 2003; Hartl and Hayer-Hurtl, 2002; Bigotti and Clarke, 2008). Кроме того, относительно недавно группой исследователей под руководством В.В.

Месянжинова были обнаружены собственные шапероны бактериофагов EL Pseudomonas aeruginosa (Kurochkina et al., 2012) и OBP Pseudomonas fluorescens (Semenyuk et al., 2016).

Основная часть шаперонов относится к группе белков теплового шока, синтез которых резко увеличивается при воздействии на клетку шоковых температур или других экстремальных условий (Craig, 1988, Jacob et al., 1993). Для обозначения таких белков используют сокращение Hsp (heat shock protein) и цифровой индекс, соответствующий молекулярной массе мономерной формы данного шаперона.

Усиленная клеточным стрессом экспрессия генов шаперонов может увеличивать их количество до 20-30% от общего содержания клеточных белков и помогает предотвратить массовую агрегацию клеточных белков. По-видимому, в результате теплового шока в клетках происходит накопление большого количества денатурированных белков, склонных к агрегации, которые для выживания клетки должны быть или ренатурированы, или протеолитически деградированы (так, например, АТФ-зависимая протеаза La из Escherichia coli является белком теплового шока) (Goldberg et al., 1987). Кроме того, стрессовые условия могут сильно осложнять сворачивание вновь синтезированных белков (Ellis and Hemmingsen, 1989).

Однако и в обычных для клетки условиях существования шапероны также необходимы для жизнедеятельности клеток и синтезируются весьма интенсивно. Мутации, нарушающие функции шаперонов, чаще всего являются летальными (Genevaux et al., 2004). Кроме обеспечения правильного сворачивания и сборки олигомерных комплексов (Craig, 1988) шапероны участвуют во внутриклеточном транспорте (Rothman, 1989), трансмембранном транспорте и секреции белков (Collier, 1993, Randall et al., 1990, Bochkareva et al., 1998). Шапероны участвуют также в деградации коротко живущих белков цитозоля (Gething and Sambrook, 1992, Weber-Ban et al., 1999).

Было установлено, что продукты экспрессии groE оперона из E. coli, играют главную роль в сборке капсидов ряда бактериофагов, например, таких как X, Т4 и Т5 (Georgopoulos et al., 1973; Sternberg, 1973). Кроме того, обнаружены специфические белки, являющиеся катализаторами сворачивания белков, когда оно лимитируется cis-trans-изомеризацией пролиновых остатков (Semisotnov, 1990) и образованием внутримолекулярных ^-^-связей (Freedman, 1984). Также были обнаружены транзитные комплексы некоторых шаперонов с белками с незавершенной или аномальной пространственной структурой. Шаперон BiP является ярким примером таких комплексов. Он образует комплексы с тяжелой цепью иммуноглобулина в эндоплазматическом ретикулуме. (Haas and Wabl, 1983). BiP связывается с гидрофобными участками тяжелой цепи, которые в нативной молекуле иммуноглобулина закрыты с легкими цепями, таким образом, шаперон предотвращает неадекватные контакты, способные привести к агрегации тяжелых цепей до формирования нативной молекулы иммуноглобулина.

Образующий вспомогательный комплекс шаперон был обнаружен также и в хлоропластах. Так формирование комплекса шаперона с большой субъединицей Rubisco (фермента, катализирующего фиксацию CO 2 при фотосинтезе) необходимо для сборки активного олигомерного фермента (Barracllough and Ellis, 1980; Cannon et al., 1986).

1.3. Семейства шаперонов.

Группа молекулярных шаперонов весьма разнообразна. Разные исследователи выделяют различное количество высоко консервативных, но негомологичных семейств, имеющих отличия в структурной организации и субстратной специфичности. Из наиболее хорошо изученных и давно известных «канонических» семейств можно выделить, Hsp60 (GroEL), Hsp70 (DnaK), Hsp90 (HtpG), Hsp100 (ClpA, ClpB) и малые белки теплового шока - sHsp (IbpA/B) (в скобках указаны ортологи Escherichia coli) (Buchner, 1996; Narberhaus, 2002; Kim et al., 2013; Mattoo, 2014; Bar-Lavan et al., 2016).

Несубстратные белки, которые связываются с шаперонами, совместно функционируют и/или регулируют их функцию, например, модулируют связывание и высвобождение субстрата или скорость АТФазы шаперонов (например, Hsp40 (DNAJ) или Hsp10 (GroES)), называют ко-шаперонами (Caplan, 2003). Каждое семейство шаперонов имеет уникальные структурные и функциональные особенности, которые влияют на предпочтение субстрата и взаимодействие с ко-шаперонами. Например, для функционирования многих шаперонов, кроме sHsp, требуется гидролиз АТФ. Каждая группа имеет консервативный и специфический домен АТФазы, такой как ААА+ (ATPase associated with various cellular activities) домена членов семейства Hsp100 и актин-подобного домена АТФазы членов семейства Hsp70 (Flaherty et al., 1991; Schirmer et al., 2001).

Хотя большинство молекулярных шаперонов называется белками теплового шока, важно отметить, что не все шапероны индуцируются тепловым шоком и что не все белки, индуцированные тепловым шоком или стрессом, являются шаперонами. Тем не менее, эта классификация шаперонов сохраняется из-за сходства в структуре и функциях различных членов различных семейств, несмотря на то что эти белки обычно различаются по локализации (например, эндоплазматический ретикулум или митохондрии), времени экспрессии (например, постоянная экспрессия или в ответ на стресс) и целевой специфичности (de novo синтезированные белки или белки, поврежденные стрессом) (Finka et al., 2015, Taipale et al., 2014).

1.3.1. Hsp70.

Cемейство Hsp70 является наиболее крупным и распространенным из всех шаперонов. Во всех организмах присутствуют несколько ортологов Hsp70, локализующихся в различных частях клетки (Ahner et al., 2005; Kim et al., 2013). Представителями данного семейства являются, например, DnaK и Hsc66 клеток E.coli; Hsc70 (heat-shock cognate 70), Hsp70, BiP/Grp78 и mHsc70/Grp75 млекопитающих и белки дрожжей Ssa1, Ssa2, Ssa3, Ssa4 (Vickery et al., 1997).

Семейство Hsp70 является самым разнообразным по выполняемым функциям. Кроме способности связываться с формирующимися полипептидными цепями на рибосомах, предотвращая их преждевременное или неправильное сворачивание и/или агрегацию (Deuerling et al., 1999; Dekker et al., 2015), Hsp70 также могут связываться с белками для их дальнейшей деградации (Dekker et al., 2015), а также для разборки белковых комплексов (Sousa and Lafer, 2015), таким образом помечая подлежащие уничтожению белковые молекулы. Уже упомянутый выше белок BiP (см. гл. 1.2) и морталин связываются с белками в процессе их транслокации из цитозоля в эндоплазматический ретикулум (ЭПР) и митохондрии и способствуют их перемещению между клеточными органеллами (Neupert and Herrmann, 2007; Dudek et al., 2015). Hsp70 участвуют в разрушении белковых агрегатов («дезагрегации», термин, использующийся в англоязычной литературе) и восстановлении агрегированных белков. Для разрушения больших белковых агрегатов Hsp70 могут кооперироваться с шаперонами семейств Hsp100 и Hsp110 (Diamant et al., 2000; Nillegoda and Bukau, 2015).

В отличие от других семейств шаперонов Hsp70 функционирует в виде мономера. Структурно эти шапероны состоят из N-концевого нуклеотид-связывающего домена (NBD) и C-концевого субстрат-связывающего домена, соединенных высококонсервативной гидрофобной линкерной

последовательностью (Buchberger et al., 1995; Saibil, 2013; Mayer and Kityk, 2015).

В функционировании Hsp70 принимают участие различные ко-шапероны, которые относятся к трем группам: 1 - Hsp40 (например, DnaJ E.coli), 2 - NEFs (Nucleotide-exchange factors: GrpE-подобные белки, белки группы BAG, HSPA-связывающие белки и белки Hsp110), 3 - группа универсальных TPR (tetratricopeptide repeats) ко-шаперонов (Dekker et al., 2015; Bracher and Verghese, 2015; Kampinga and Craig, 2010; Mayer and Bukau, 2005).

1.3.2. Шаперонины (шапероны Hsp 60).

Hsp60 или шаперонины (термин, специфичный для этого семейства) - это одно из наиболее хорошо изученных семейств молекулярных шаперонов. К нему относятся обладающие АТФ-азной активностью большие олигомерные белки, представляющие собой цилиндрические двухкольцевые структуры. Молекулярная масса субъединиц составляет около 60 кДа (Hendrix, 1979, Waldinger et al., 1988, Boisvert et al., 1996). Каждое кольцо Hsp60 образует большую внутреннюю полость, в устье которой находятся центры связывания ненативных белков (Fenton et al., 1994).

Было показано, что шаперонины предотвращают агрегацию денатурированных белков и способствуют сворачиванию широкого круга белков (Goloubinoff et al., 1989А; Goloubinoff et al., 1989Б; Hayer-Hartl et al., 2016; Houry et al., 1999; Lopez et al., 2015; Joachimiak et al., 2014; Kerner et al., 2005).

В семействе шаперонинов выделяют две высококонсервативные группы со значительной внутригрупповой гомологией (Trent et al., 1991). Шаперонины группы I обнаружены в эубактериях, хлоропластах и митохондриях. К ним относятся, например, объект нашего исследования GroEL из E.coli (см. ниже), RuBisCo-связывающий белок хлоропластов и Hsp60 млекопитающих. Собственно, при описании Эллисом молекулярных шаперонов, гомологичных по структуре белку GroEL из E.coli, и был предложен термин шаперонины (Hemmingsen et al., 1988). Для функционирования этих шаперонов необходим ко -шаперонин семейства Hsp10 (например, GroES, в случае с GroEL). Шаперонины группы II обнаруживаются в археях и эукариотическом цитозоле. В эту группу входят термосома архей и эукариотическая система CCT/TRiC (Ahmad et al., 2011; Li et al., 2003).

Частицы шаперонинов группы I состоят из 14 идентичных или очень похожих субъединиц, по 7 в каждом кольце. Каждая субъединица состоит из трех доменов: экваториального, промежуточного и апикального. Экваториальный домен осуществляет межкольцевые контакты и основную часть связей между

субъединицами в рамках одного кольца. Также в экваториальном домене находится центр связывания АТФ. Апикальный домен содержит центры связывания субстратов и ко-шаперонина, которые находятся в устье центральной полости, а также, как и экваториальный домен, осуществляет межсубъединичные контакты внутри кольца. Наименьший промежуточный домен является своего рода шарниром между экваториальным и апикальным доменами. Он обеспечивает аллостерические конформационные изменения шаперона при его функционировании (Braig et al., 1994).

Субстратами шаперонинов группы I в клетке являются в основном белки средних размеров, имеющие сложную а/р укладку цепи (Houry et al., 1999). In vitro шаперонины группы I связывают денатурированные формы самых разных белков. Связывание происходит за счет гидрофобных взаимодействий между неполярными субстрат-связывающими центрами шаперонина и экспонированными гидрофобными кластерами денатурированных белков, находящихся в компактных промежуточных состояниях типа «расплавленная глобула» (Martin et al., 1991, Semisotnov et al., 1991; Bychkova et al., 2018).

Шаперонины группы II структурно отличаются от группы I тем, что кольца олигомерных комплексов состоят либо из 9 субъединиц двух типов (например, термосома и термофильный фактор 55, TF55 архей), либо из 8 разных субъединиц (например, TriC или CCT цитозоля эукариот). Различия субъединиц заключаются в строении субстрат-связывающих центров. Предполагается, что субъединицы разных типов отвечают за узнавание определенных мотивов в субстратных белках (Kubota et al., 1995) Субстратными белками шаперонинов группы II являются в основном белки цитоскелета - актин и тубулин (Thulasiraman et al., 1999).

Функционально шаперонины II группы отличаются от группы I тем, что «работают» без участия ко-шаперонина. Его функцию выполняют а-спиральные выросты апикальных доменов (Gebauer et al., 1998).

1.3.3. Шр90.

№р90 - семейство менее изученных шаперонов, чем №р70 или №рб0. Наиболее известными представителями являются НрО клеток Е.еоН, №р90 цитозоля и Огр94 эндоплазматического ретикулума эукариот.

Бактериальные шапероны этого семейства работают самостоятельно и не являются критическими для функционирования клетки. В то же время эукариотические организмы без №р90 и их многочисленных ко-шаперонов не выживают (БаМ, 2013).

№р90 взаимодействуют с ограниченным числом субстратов (для этой группы шаперонов их называют клиентскими белками), включая различные киназы и факторы транскрипции, и играют важную роль в модуляции их активности (Та1ра1е е! а1., 2014; ЯоЫ е! а1., 2013). Функции №р90 в эукариотах включают в себя развитие клеточного цикла, поддержание теломер, апоптоз, передачу митотического сигнала, опосредованный везикулами транспорт, врожденный иммунитет и целенаправленную деградацию белков. Таким образом, №р90 образует своего рода хаб, контролирующий множество важных сигнальных путей, что делает систему шаперонов №р90 центральной для клеточной регуляции и функции в эукариотических клетках (Та1ра1е е! а1., 2014).

Как и другие шапероны, Нвр90 способны связывать ненативные полипептиды и предотвращать их агрегацию. Считается, что №р90 в основном связывается с частично свернутыми промежуточными состояниями, действуя на более поздних стадиях сворачивания субстрата. В №р90 не обнаружено специфического сайта взаимодействия с субстратом. Белковое узнавание шаперонами связано не с определенной доменной структурой или мотивом, а с очень большой конформационной изменчивостью (Та1ра1е е! а1., 2012).

№р90 функционирует в виде очень гибкого гомодимера из удлиненных субъединиц. Каждая субъединица содержит три домена, связаных гибкими линкерами. Высоко консервативный К-концевой домен содержит сайт связывания

АТФ и сильно заряженный сегмент петли, который выполняет регулирующую функцию. Средний домен необходим для взаимодействия со многими белками -субстратами и регуляции гидролиза АТФ. C-концевой домен отвечает за димеризацию и взаимодействие с TPR(tetratricopeptide repeats)-содержащими ко-шаперонами (Ali et al., 2006; Kim et al., 2013, Saibil, 2013).

Связывание и высвобождение субстрата регулируется гидролизом АТФ, который управляет конформационными изменениями Hsp90 в процессе его функционирования. В эукариотических клетках идентифицировано более 20 ко-шаперонов, которые динамически связываются с Hsp90 и регулируют его функционирование (Taipale et al., 2014; Rohl et al., 2013).

1.3.4. Hsp100.

Белки Hsp100 являются членами суперсемейства AAA +, которые образуют гексамерные кольцевые структуры и способны совершать механические действия, такие как продвижение полипептидов или полинуклеотидов через центральный канал, чтобы развернуть или раскрутить их (Neuwald et al., 1999; Hanson and Whiteheart, 2005). Белки AAA + участвуют в различных клеточных процессах, включая разборку комплексов, например комплексов SNARE, которые объединяют мембраны для слияния везикул. Лучше всего изучена роль шаперонов этого семейства в регулируемом протеолизе (Saibil, 2013). В основе бактериального протеолитического комплекса находится стопка коаксиальных колец АТФаз и протеаз, образованных либо отдельными функциональными доменами определенного типа субъединиц (как в бактериальной протеазе Lon), либо отдельными кольцами субъединиц АТФазы и протеазы (как в комплексе HslUV) (Wang et al., 2001). В HslUV оба кольца являются гексамерными. В то же время в ClpAP имеется несоответствие симметрии гексамерных колец ClpA ATФазы и гептамерного кольца протеазы ClpP (Effantin et al., 2010).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рябова Наталья Александровна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Марченко, Н.Ю. Комплекс шаперона GroEL с флуоресцентно меченным пепсином: стехиометрия и роль лигандов. / Н.Ю. Марченко, В.В. Марченков, Н.В. Котова, П.А. Калиман, Г.В. Семисотнов. // Вестн. Харьк. ун-та. Биофизический вестник. - 2005. - т. 665. - с. 53-56.

2. Марченко, Н.Ю. Влияние ADP и GroES на взаимодействие молекулярного шаперонина GroEL с ненативным лизоцимом / Н.Ю. Марченко, В.В. Марченков, Н.В. Котова, Г.В. Семисотнов, Н.И. Буланкина, П.А. Калиман. // Укр. биохим. журн. - 2003. - т. 75. - с. 88-94.

3. Марченков, В.В. Молекулярные шапероны прокариотических и эукариотических клеток. / В.В. Марченков, Н.Ю. Марченко, С.Ю. Марченкова, Г.В. Семисотнов. // Успехи биол. хим. - 2006. - т. 46. - с. 279302.

4. Марченков, В.В. Взаимодействие шаперона GroEL с ранними кинетическими промежуточными состояниями ренатурированных белков ингибирует формирование их нативной структуры. / В.В. Марченков, И.В. Соколовский, Н.В. Котова, О.В. Галзитская, Е.С. Бочкарева, А.С. Гиршович, Г.В. Семисотнов. // Биофизика. - 2004. - т. 49. - с. 987-994

5. Птицын, О.Б. Стадийный механизм организации белковых молекул. // Докл. Акад. Наук СССР. - 1973. - т. 210. - с. 1213-1215.

6. Семисотнов, Г.В. Исследование равновесных и кинетических промежуточных состояний на пути самоорганизации глобулярных белков: дисс. докт. физ.-мат. Наук 03.00.02 / Семисотнов Геннадий Васильевич. -Пущино, 1995.

7. Сурин, А.К. Мономерная форма молекулярного шаперона GroEL: структура, стабильность и олигомеризация. / А.К. Сурин, Н.В. Котова, С.Ю. Марченкова, В.В. Марченков, Г.В. Семисотнов. // Биоорганическая химия. -1999. - т. 25. - с. 358-364.

8. Ahmad, A. Heat shock protein 70 kDa chaperone/DnaJ cochaperone complex employs an unusual dynamic interface. / A. Ahmad, A. Bhattacharya, R.A. McDonald, M. Cordes, B. Ellington, E.B. Bertelsen, E.R. Zuiderweg. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2011. - v. 108. - № 47. - p. 18966-18971.

9. Ahner, A. Distinct but overlapping functions of Hsp70, Hsp90, and an Hsp70 nucleotide exchange factor during protein biogenesis in yeast. / Ahner, A., Whyte, F.M., Brodsky, J.L. // Arch Biochem Biophys. - 2005. - v. 435 - № 1. - p. 32-41.

10. Ali, M.M. Crystal structure of an Hsp90-nucleotide-p23/Sba1 closed chaperone complex. / Ali, M.M., Roe, S.M., Vaughan, C.K., Meyer, P., Panaretou, B., Piper, P.W., Prodromou, C., Pearl, L.H. // Nature. - 2006. - v. 440. - p. 1013-1017.

11. Anfinsen, C.B. Studies on the reduction and re-formation of protein disulfide bonds. / Anfinsen, C.B., Haber, E. // J Biol Chem. - 1961. - v. 236. - p. 13611363.

12. Anfinsen, C.B. Principles that Govern the Folding of Protein Chains. / Anfinsen, C.B. // Science. - 1973. - v. 181. - № 4096 - p. 223-230.

13. Apetri, A.C. Chaperonin chamber accelerates protein folding through passive action of preventing aggregation. / Apetri, A.C., Horwich, A.L. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2008. - v. 105. - p. 17351-17355.

14. Arai, M. Denaturation and reassembly of chaperonin GroEL studied by solution X-ray scattering. / Arai, M., Inobe, T., Maki, K., Ikura, T., Kihara, H., Amemiya, Y., Kuwajima, K.// Protein Sci. - 2003. - v. 12. - № 4. - p. 672-680.

15. Bar-Lavan, Y. Chaperone families and interactions in metazoa. / Bar-Lavan, Y., Shemesh, N., Ben-Zvi, A. // Essays Biochem. - 2016. - v. 60. - № 2. - p. 237-253.

16. Barraclough, R. Protein synthesis in chloroplasts. IX. Assembly of newly-synthesized large subunits into ribulose bisphosphate carboxylase in isolated intact pea chloroplasts. / Barraclough, R., Ellis, R.J. // Biochim Biophys Acta. - 1980. -v. 608. - № 1. - p. 19-31.

17. Bigotti, M.G. Chaperonins: The hunt for the Group II mechanism. / Bigotti, M.G., Clarke, A.R. // Arch Biochem Biophys. - 2008. - v. 474. - № 2. - p. 331-339.

18. Bochkareva, E.S. Targeting of GroEL to SecA on the cytoplasmic membrane of Escherichia coli. / Bochkareva, E.S., Solovieva, M.E., Girshovich, A.S. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1998. - v. 95. - № 2. - p. 478-483.

19. Boisvert, D.C. The 2.4 A crystal structure of the bacterial chaperonin GroEL complexed with ATP gamma S. / Boisvert, D.C., Wang, J., Otwinowski, Z., Horwich, A.L., Sigler, P.B. // Nat. Struct. Biol. - 1996. - v. 3. - p. 170-177.

20. Boudker, O. The structural stability of the co-chaperonin GroES. / Boudker, O., Todd, M.J., Freire, E. // J Mol Biol. - 1997. - v. 272. - № 5. - p. 770-779.

21. Bracher, A. The nucleotide exchange factors of Hsp70 molecular chaperones. / Bracher, A., Verghese, J. // Front. Mol. Biosci. - 2015. - v. 2. - p. 10.

22. Braig, K. Conformational variability in the refined structure of the chaperonin GroEL at 2.8 8, resolution. / Braig, K., Adam, P.D., Briinger, A.T. // Nature Struct Biol. - 1995. - v. 2. - p. 1083-1094.

23. Braig, K. A polypeptide hound by the chaperonin groEL is localized within a central cavity. / Braig, K., Simon, M., Furaya, F., Hainfeld, I.F., Horwich, A.L. // Proc Natl Acad Sci USA. - 1993. - v. 90. -p. 3978-3982.

24. Braig, K. The crystal structure of the bacterial chaperonin GroEL at 2.8A. / Braig, K., Otwinowski, Z., Hegde, R., Boisvert, D.C., Joachimiak, A., Horwich, A.L., Sigler, P.B. // Nature. - 1994. - v. 371. - p. 578-586.

25. Brinker, A. Dual function of protein confinement in chaperonin-assisted protein folding. / Brinker, A., Pfeifer, G., Kerner, M.J., Naylor, D.J., Hartl, F.U. and Hayer-Hartl, M. // Cell. - 2001. - v. 107. - p. 223-233.

26. Buchberger, A. Nucleotide-induced conformational changes in the ATPase and substrate binding domains of the DnaK chaperone provide evidence for interdomain communication. / Buchberger, A., Theyssen, H., Schröder, H., McCarty, J.S., Virgallita, G., Milkereit, P., Reinstein, J., Bukau, B. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. - № 28. - p. 16903-16910.

27. Buchner, J. Supervising the fold: functional principles of molecular chaperones. / Buchner, J. // FASEB J. - 1996. - v. 10. - № 1. - p. 10-19.

28. Bychkova, V.E. The Molten Globule Concept: 45 Years Later. / V.E. Bychkova, G.V. Semisotnov, V.A. Balobanov, A.V. Finkelstein. // Biochemistry (Mosc). -2018. - v. 83(Suppl 1). - p. S33-S47.

29. Calloni, G. DnaK functions as a central hub in the E. coli chaperone network. / Calloni, G., Chen, T., Schermann, S.M., Chang, H.C., Genevaux, P., Agostini, F., Tartaglia, G.G., Hayer-Hartl, M., Hartl, F.U. // Cell Rep. - 2012. - v. 1. - p. 251264.

30. Cannon, S. Inhibition of ribulose bisphosphate carboxylase assembly by antibody to a binding protein. / Cannon, S., Wang, P., Roy, H. // J Cell Biol. - 1986. - v. 103. - № 4. - p. 1327-1335.

31. Caplan, A.J. What is a co-chaperone? / Caplan, A.J. // Cell Stress Chaperones. -2003. - v. 8. - p. 105-107.

32. Carra, S. HspB8 chaperone activity toward poly(Q)-containing proteins depends on its associationwith Bag3, a stimulator of macroautophagy. / Carra, S., Seguin, S.J., Lambert, H. and Landry, J. // J. Biol. Chem. - 2008. - v. 283. - p. 1437-1444.

33. Chaudhry, C. Role of the y-phosphate of ATP in triggering protein folding by GroEL-GroES: function, structure and energetics. / Chaudhry, C., Farr, G. W., Todd, M. J., Rye, H. S., Brunger, A. T., Adams, P. D. et al. // EMBO J. - 2003. -v. 22. - p. 4877-4887.

34. Chaudhuri, T.K. GroEL/GroES-mediated folding of a protein too large to be encapsulated. / Chaudhuri, T.K., Farr, G.W., Fenton, W.A., Rospert, S., Horwich, A.L. // Cell. - 2001. - v. 107. - № 2. - p. 235-246.

35. Chen, H. Secondary-structure-favored hydrophobic-polar lattice model of protein folding. / Chen, H., Zhou, X., Ou-Yang, Z.C. // Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. - 2001. - v. 64. - № 4 Pt 1. - p. 041905.

36. Chen, Sh. Location of a folding protein and shape changes in GroEL-GroES complexes imaged by cryo-electron microscopy. / Chen, Sh., Roseman, A.M., Hunter, A.S., Wood, S.P., Burston, S.G., Ranson, N.A., Clarke, A.G., Saibil, H.R. // Nature. - 1994. - v. 371. - p. 261-264.

37. Chen, J. Regions outside the a-crystallin domain of the small heat shock protein Hsp26 are required for its dimerization. / Chen, J., Feige, M.J., Franzmann, T.M., Bepperling, A., Buchner, J. // J. Mol. Biol. - 2010. - v. 398. - p. 122-131.

38. Clare, D. K. ATP-triggered conformational changes delineate substrate-binding and -folding mechanics of the GroEL chaperonin. Clare, D. K., Vasishtan, D., Stagg, S., Quispe, J., Farr, G. W., Topf, M. et al. // Cell. - 2012. - v. 149. - p. 113123.

39. Collier, D.N. SecB: a molecular chaperone of Escherichia coli protein secretion pathway. / Collier, D.N. // Adv Protein Chem. - 1993. - v. 44. - p. 151-193.

40. Connell, P. The co-chaperone CHIP regulates protein triage decisions mediated by heat-shock proteins. / Connell, P., Ballinger, C.A., Jiang, J., Wu, Y., Thompson, L.J., Hohfeld, J. et al. // Nat. Cell Biol. - 2001. - v. 3. - p. 93-96.

41. Corrales, F.J. Toward a mechanism for GroEL.GroES chaperone activity: an ATPase-gated and -pulsed folding and annealing cage. / Corrales, F.J., Fersht, A.R. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1996. - v. 93. - № 9. - p. 4509-4512.

42. Coyle, J.E. GroEL accelerates the refolding of hen lysozyme without changing its folding mechanism. / Coyle, J.E., Texter, F.L., Ashcroft, A.E., Masselos, D., Robinson, C.V., Radford, S.E. // Nat Struct Biol. - 1999. - v. 6. - № 7. - p. 683690.

43. Craig, E.A. The heat-shock proteins. / Craig, E.A. // Ann. Rev. Genet. - 1988. - v. 22. - p. 631-677.

44. Crick, F.H. General nature of the genetic code for proteins. / Crick, F.H., Barnett, L., Brenner, S., Watts-Tobin, R.J. // Nature. - 1961. - v. 192. - p. 1227-1232.

45. Dekker, S.L. DNAJs: more than substrate delivery to HSPA. / Dekker, S.L., Kampinga, H.H. and Bergink, S. // Front. Mol. Biosci. 2015. - v. 2. - p. 35.

46. Deuerling, E. Trigger factor and DnaK cooperate in folding of newly synthesized proteins. / Deuerling, E., Schulze-Specking, A., Tomoyasu, T., Mogk, A., Bukau, B. // Nature. - 1999. - v. 400. - № 6745. - p. 693-696.

47. Diamant, S. Size-dependent disaggregation of stable protein aggregates by the DnaK chaperone machinery. / Diamant, S., Ben-Zvi, A.P., Bukau, B. and Goloubinoff, P. // J. Biol. Chem. 2000. - v. 275. - p. 21107-21113.

48. Dill, K.A. The protein-folding problem, 50 years on. / Dill, K.A., MacCallum, J.L. // Science. - 2012 - v. 338. - № 6110. - p. 1042-1046.

49. Dudek, J. Protein transport into the human endoplasmic reticulum. Dudek, J., Pfeffer, S., Lee, P.H., Jung, M., Cavalie, A., Helms, V. et al. // J. Mol. Biol. -2015. - v. 427. - p. 1159-1175.

50. Effantin, G. Local and global mobility in the ClpA AAA+ chaperone detected by cryo-electron microscopy: functional connotations. / Effantin, G., Ishikawa, T., De Donatis, G.M., Maurizi, M.R., Steven, A.C. // Structure. - 2010. - v. 18. - p. 553562.

51. Ellis, J. Proteins as molecular chaperones. / Ellis, J. // Nature. - 1987. - v. 328. -№ 6129. - p. 378-379.

52. Ellis, R.J. Molecular chaperones: proteins essential for the biogenesis of some macromolecular structures. / Ellis, R.J., Hemmingsen, S.M. // Trends Biochem Sci.

- 1989. - v. 14. - № 8. - p. 339-342.

53. Ewalt, K.L. In vivo observation of polypeptide flux through the bacterial chaperonin system. / Ewalt, K.L., Hendrick, J.P., Houry, W.A., Hartl, F.U. // Cell.

- 1997. - v. 90. - № 3. - p. 491-500.

54. Farr, G.W. Folding with and without encapsulation by cis- and trans-only GroEL-GroES complexes. / Farr, G.W., Fenton, W.A., Chaudhuri, T.K., Clare, D.K., Saibil, H.R., Horwich, A.L. // EMBO J. - 2003. - v. 22. - № 13. - p. 3220-3230.

55. Farr, G.W. Multivalent binding of nonnative substrate proteins by the chaperonin GroEL. / Farr, G.W., Furtak, K., Rowland, M.B., Ranson, N.A., Saibil, H.R., Kirchhausen T, Horwich AL. // Cell. - 2000. - v. 100. - № 5. - p. 561-573.

56. Fayet, O. The groES and groEL heat shock gene products of Escherichia coli are essential for bacterial growth at all temperatures. / Fayet, O., Ziegelhoffer, T., Georgopoulos, C. // J. Bacteriol. - 1989. - v. 171. - p. 1379-1385.

57. Fenton, W.A. Residues in chaperonin GroEL required for polypeptide binding and release. / Fenton, W.A., Kashi, Y., Furtak, K. & Horwich, A.L. // Nature. - 1994. -v. 371. - p. 614-619.

58. Fenton, W.A. Chaperonin-mediated protein folding: fate of substrate polypeptide. / Fenton, W.A., Horwich, A.L. // Q Rev Biophys. - 2003. - v. 36. - № 2. - p. 229256.

59. Fink, A.L. Chaperone-mediated protein folding. / Fink, A.L. // Physiol. Rev. -1999. - v. 79. - p. 425-449.

60. Finka, A. Experimental milestones in the discovery of molecular chaperones as polypeptide unfolding enzymes. / Finka, A., Mattoo, R.U., Goloubinoff, P.// Annu. Rev. Biochem. - 2016. - v. 85. - p. 715-742.

61. Finka, A. Quantitative proteomics of heat-treated human cells show an across-the-board mild depletion of housekeeping proteins to massively accumulate few HSPs. / Finka, A., Sood, V., Quadroni, M., Rios Pde, L. and Goloubinoff, P. // Cell Stress Chaperones. - 2015. - v. 20. - p. 605-620.

62. Flaherty, K.M. Similarity of the three-dimensional structures of actin and the ATPase fragment of a 70-kDa heat shock cognate protein. / Flaherty, K.M., McKay, D.B., Kabsch, W. and Holmes, K.C. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -1991. - v. 88. - p. 5041-5045.

63. Freedman, R.B. Protein disulphide-isomerase and the formation of native disulphide bonds. / Freedman, R.B., Brockway, B.E., Lambert, N. // Biochem Soc Trans. - 1984. - v. 12. - № 6. - p. 929-932.

64. Freedman, R.B. Protein Folding in the Cell. In Protein Folding. / Edited by Creighton T.E. // New York: WH Freeman. - 1992. - p. 457-541.

65. Frydman, J. Folding of newly translated proteins in vivo: the role of molecular chaperones. / Frydman, J. // Annu Rev Biochem. - 2001. - v. 70. - p. 603-647.

66. Gebauer, M. The chaperone cofactor Hop/p60 interacts with the cytosolic chaperonin-containing TCP-1 and affects its nucleotide exchange and protein

folding activities. / Gebauer, M., Melki, R., Gehring, U. // J Biol Chem. - 1998. -v. 273. - № 45. - p. 29475-29480.

67. Genevaux, P. In vivo analysis of the overlapping functions of DnaK and trigger factor. / Genevaux, P., Keppel, F., Schwager, F., Langendijk-Genevaux, P.S., Hartl, F.U., Georgopoulos, C. // EMBO Rep. - 2004. - v. 5. - № 2. - p. 195-200.

68. Georgopoulos, G.P. Host participation in bacteriophage-l head assembly. / Georgopoulos, G.P., Hendrix, R.W., Casjens, S.R. & Kaiser, A.D. // J.Mol.Biol. -1973. - v. 76. - p. 45-60.

69. Gething, M.J. Protein folding in the cell. / Gething, M.J., Sambrook, J. // Nature.

- 1992. - v. 355. - № 6355. - p. 33-45.

70. Gething, M.J. Protein folding. The difference with prokaryotes. / Gething, M.J. // Nature. - 1997. - v. 388. - № 6640. - p. 329, 331.

71. Glover, J.R. Hsp104, Hsp70, and Hsp40: a novel chaperone system that rescues previously aggregated proteins. / Glover, J.R., Lindquist, S. // Cell. - 1998. - v. 94.

- p. 73-82.

72. Goldberg, A.L. The mechanism and regulation of the ATP-dependent protease La from Escherichia coli. / Goldberg, A.L., Menon, A.S., Goff,S., and Chin, D.T. // Biochem. Soc. Trans. - 1987. - v. 15. - p. 809-811.

73. Goloubinoff, P. Reconstitution of active dimeric ribulose bisphosphate carboxylase from an unfolded state depends on two chaperonin proteins and Mg-ATP. / Goloubinoff, P., Christeller, J.T., Gatenby, A.A. and Lorimer, G.H. // Nature. - 1989b. - v. 342. - p. 884-889.

74. Goloubinoff, P. GroE heat-shock proteins promote assembly of foreign prokaryotic ribulose bisphosphate carboxylase oligomers in Escherichia coli. / Goloubinoff, P., Gatenby, A.A. and Lorimer, G.H. // Nature. - 1989a. - v. 337. -p. 44-47.

75. Gómez-Puertas, P. The substrate recognition mechanisms in chaperonins. / Gómez-Puertas, P., Martín-Benito, J., Carrascosa, J.L., Willison, K.R., Valpuesta, J.M. // J Mol Recognit. - 2004. - v. 17. - № 2. - p. 85-94.

76. Gorovits, B.M. The chaperonin GroEL is destabilized by binding of ADP. / Gorovits, B.M., Horowitz, P.M. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. - № 48. - p. 28551-28556.

77. Gorovits, B.M. Residual structure in urea-denatured chaperonin GroEL. / Gorovits, B.M., Seale, J.W., Horowitz, P.M. // Biochemistry. - 1995. - v. 34. - № 42. - p. 13928-13933.

78. Grallert, H. Limits of protein folding inside GroE complexes. / Grallert, H., Rutkat, K., Buchner, J. // J Biol Chem. - 2000. - v. 275. - № 27. - p. 2042420430.

79. Grantham, J. Partial occlusion of both cavities of the eukaryotic chaperonin with antibody has no effect upon the rates of beta-actin or alpha-tubulin folding. / Grantham, J., Llorca, O., Valpuesta, J.M., Willison, K.R. // J Biol Chem. - 2000. -v. 275. - № 7. - p. 4587-4591.

80. Gray, T.E. Co-operativity in ATP hidrolysis by GroEL is increased by GroES. / Gray, T.E., Fersht, A.R. // FEBS Lett. - 1991. - v. 292. - p. 254-258.

81. Gross, M. Significant hydrogen exchange protection in GroEL-bound DHFR is maintained during iterative rounds of substrate cycling. / M. Gross, C.V. Robinson, M. Mayhew, F.U. Hartl, S.E. Radford. //Protein Sci. - 1996. - v. 5. - № 12. - p. 2506-2513.

82. Guidry, J.J. Reversible denaturation of oligomeric human chaperonin 10: denatured state depends on chemical denaturant. / Guidry, J.J., Moczygemba, C.K., Steede, N.K., Landry, S.J., Wittung-Stafshede, P. // Protein Sci. - 2000. - v. 9. -№ 11. - p. 2109-2117.

83. Haas, I.G. Immunoglobulin heavy chain binding protein. / Haas, I.G., Wabl, M. // Nature. - 1983. - v. 306. - № 5941. - p. 387-389.

84. Hanson, P.I. AAA+ proteins: have engine, will work. / Hanson, P.I., Whiteheart, S.W. // Nature Rev. Mol. Cell Biol. - 2005. - v. 6. - p. 519-529.

85. Harris, J.R. Transmission electron microscopy of GroEL, GroES, and the symmetrical GroEL/ES complex. / Harris, J.R., Plückthun, A., Zahn, R. // J Struct Biol. - 1994. - v. 112. - № 3. - p. 216-230.

86. Hartl, F.U. Protein folding. Secrets of a double-doughnut. / Hartl, F.U. // Nature. -1994. - v. 371. - № 6498. - p. 557-559.

87. Hartl, F.U. Molecular chaperones in protein folding and proteostasis. / Hartl, F.U., Bracher, A., Hayer-Hartl, M. // Nature. - 2011. - v. 1475. - № 7356. - p. 324332.

88. Hartl, F.U. Molecular chaperones in the cytosol: from nascent chain to folded protein. / Hartl, F.U., Hayer-Hartl, M. // Science. - 2002. - v. 295. - № 5561. - p. 1852-1858.

89. Hartl, F.U. Molecular chaperones in cellular protein folding. / Hartl, F.U., Martin, J. // Curr Opin Struct Biol. - 1995. - v. 5. - № 1. - 92-102.

90. Hartl, F.U. Molecular chaperones in cellular protein folding. / Hartl, F.U. // Nature. - 1996. - v. 381. - p. 571-579.

91. Haslbeck, M. A first line of stress defense: small heat shock proteins and their function in protein homeostasis. / Haslbeck, M., Vierling, E. // J. Mol. Biol. -

2015. - v. 427. - p. 1537-1548.

92. Hayer-Hartl, M.K. Conformational specificity of the chaperonin GroEL for the compact folding intermediates of a-lactalbumin. / Hayer-Hartl, M.K., Ewbank, J.J., Creighton, T.E., Hartl, F.U. // EMBO J. - 1994. - v. 13. - p. 3192-3202.

93. Hayer-Hartl, M.K. Asymmetrical interaction of GroEL and GroES in the ATPase cycle of assisted protein folding. / Hayer-Hartl, M.K., Martin, J., Hartl, F.U. // Science. - 1995. - v. 269. - № 5225. - p. 836-841.

94. Hayer-Hartl, M. The GroEL-GroES chaperonin machine: a nano-cage for protein folding. / Hayer-Hartl, M., Bracher, A. and Hartl, F.U. // Trends Biochem. Sci. -

2016. - v. 41. - p. 62-76.

95. Hemmingsen, S.M. Homologous plant and bacterial proteins chaperone oligomeric protein assembly. / Hemmingsen, S.M., Woolford, C., van der Vies,

S.M., Tilly, K., Dennis, D.T., Georgopoulos, C.P., Hendrix, R.W., Ellis, R.J. // Nature. - 1988. - v. 333. - № 6171. - p. 330-334.

96. Hendrix, R.W. Purification and properties of groE, a host protein involved in bacteriophage assembly. / Hendrix, R.W. // J. Mol. Biol. - 1979. - v. 129. - p. 375-392.

97. Herendeen, S.L. Levels of major proteins of Escherichia coli during growth at different temperatures. / Herendeen, S.L., Van Bogelen, R.A., and Neidhardt, F.C. // J. Bacteriol. - 1979. - v. 139. - p. 185-194.

98. Higurashi, T. Unfolding and refolding of Escherichia coli chaperonin GroES is expressed by a three-state model. / Higurashi, T., Nosaka, K., Mizobata, T., Nagai, J., Kawata, Y. // J Mol Biol. - 1999. - v. 291. - № 3. - p. 703-713.

99. Hofmann, H. Single-molecule spectroscopy of protein folding in a chaperonin cage. / Hofmann, H., Hillger, F., Pfeil, S. H., Hoffmann, A., Streich, D., Haenni, D. et al. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2010. - v. 107. - p. 11793-11798.

100. Horowitz, P.M. Hydrophobic surfaces that are hidden in chaperonin Cpn60 can be exposed by formation of assembly-competent monomers or by ionic perturbation of the oligomer. / Horowitz, P.M., Hua, S., Gibbons, D.L. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. - № 4. - p. 1535-1542.

101. Horwich, A.L. Folding in vivo of bacterial cytoplasmic proteins: Role of GroEL. / Horwich, A.L., Low, K.B., Fenton, W.A., Hirshfield, I.N., Furtak, K. // Cell. -1993. - v. 74. - p. 909-917.

102. Houry, W.A. Identification of in vivo substrates of the chaperonin GroEL. / Houry, W.A., Frishman, D., Eckerskorn, C., Lottspeich, F. and Hartl, F.U. // Nature. - 1999. - v. 402. - p. 147-154.

103. Hunt, J.F. The crystal structure of the GroES co-chaperonin at 2.8A resolution. / Hunt, J.F., Weaver, A.J., Landri, S.J., Gerasch, L., Deisenhofer, J. // Nature. -1996. - v. 379. - p. 37-43.

104. Ishii, N. Folding intermediate binds to the bottom of bullet-shaped holo-chaperonin and is readily accessible to antibody. / Ishii, N., Taguchi, H., Sasabe, H., Yoshida, M. // J Mol Biol. - 1994. - v. 236. - p. 691-696.

105. Iwasa, H. Covalent structural changes in unfolded GroES that lead to amyloid fibril formation detected by NMR: insight into intrinsically disordered proteins. / Iwasa, H., Meshitsuka, S., Hongo, K., Mizobata, T., Kawata, Y. // J Biol Chem. -2011. - v. 286. - № 24. - p. 21796-21805.

106. Jaenicke, R. Folding and association of oligomeric and multimeric proteins. / Jaenicke, R., Lilie, H. // Adv Protein Chem. - 2000. - v. 53. - p. 329-401.

107. Jaenicke, R. Folding and association of proteins. / Jaenicke, R. // Prog Biophys Mol Biol. - 1987. - v. 49. - № 2-3. - p. 117-237.

108. Jakob, U. Small heat shock proteins are molecular chaperones. / Jakob, U., Gaestel, M., Engel, K., Buchner, J. // J Biol Chem. - 1993. - v. 268. - № 3. - p. 1517-1520.

109. Joachimiak, L.A. The structural basis of substrate recognition by the eukaryotic chaperonin TRiC/CCT. / Joachimiak, L.A., Walzthoeni, T., Liu, C.W., Aebersold, R. and Frydman, J. // Cell. - 2014. - v. 159. - p. 1042-1055.

110. Kampinga, H.H. The HSP70 chaperone machinery: J proteins as drivers of functional specificity. / Kampinga, H.H. and Craig, E.A. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2010. - v. 11. - p. 579-592.

111. Kappe, G. Evolution and diversity of prokaryotic small heat shock proteins. / Kappe, G., Leunissen, J.A. and de Jong, W.W. // Prog. Mol. Subcell. Biol. - 2002.

- v. 28. - p. 1-17.

112. Katsumata, K. Effect of GroEL on the re-folding kinetics of alpha-lactalbumin. / Katsumata, K., Okazaki, A., Kuwajima, K. // J Mol Biol. - 1996b. - v. 258. - № 5.

- p. 827-838.

113. Katsumata, K. Dominant forces in the recognition of a transient folding intermediate of alpha-lactalbumin by GroEL. / Katsumata, K., Okazaki, A., Tsurupa, G.P., Kuwajima, K. // J Mol Biol. - 1996a. - v. 264. - № 4. - p. 643-649.

114. Kerner, M.J. Proteome-wide analysis of chaperonin-dependent protein folding in Escherichia coli. / Kerner, M.J., Naylor, D.J., Ishihama, Y., Maier, T., Chang, H.C., Stines, A.P. et al. // Cell. - 2005. - v. 122. - p. 209-220.

115. Kiefhaber, T. Protein aggregation in vitro and in vivo: a quantitative model of the kinetic competition between folding and aggregation. / Kiefhaber, T., Rudolph, R., Kohler, H.H., Buchner, J. // Biotechnology (N Y). - 1991. - v. 9. - № 9. - p. 825829.

116. Kim, Y.E. Molecular chaperone functions in protein folding and proteostasis. / Kim, Y.E., Hipp, M.S., Bracher, A., Hayer-Hartl, M., Hartl, F.U. // Annu Rev Biochem. - 2013. - v. 82. - p. 323-355.

117. Kubota, H. The chaperonin containing t-complex polypeptide 1 (TCP-1). Multisubunit machinery assisting in protein folding and assembly in the eukaryotic cytosol. / Kubota, H., Hynes, G., Willison, K. // Eur J Biochem. - 1995. - v. 230. -№ 1. -p. 3-16.

118. Kurochkina, L.P. Expression and functional characterization of the first bacteriophage-encoded chaperonin. / Kurochkina, L.P., Semenyuk, P.I., Orlov, V.N., Robben, J., Sykilinda, N.N., Mesyanzhinov, V.V. // J Virol. - 2012. - v. 86. - № 18. - p. 10103-10111.

119. Kuwajima, K. Secondary structure of globular proteins at the early and the final stages in protein folding. / Kuwajima, K., Semisotnov, G.V., Finkelstein, A.V., Sugai, S., Ptitsyn, O.B. // FEBS Lett. - 1993. - v. 334. - № 3. - p. 265-268.

120. Laemmli, U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. / Laemmli, U.K. // Nature. - 1970. - v. 227. - № 5259. - p. 680685.

121. Lander, G.C. Complete subunit architecture of the proteasome regulatory particle. / Lander, G.C., Estrin, E., Matyskiela, M.E., Bashore, C., Nogales, E., Martin, A. // Nature. - 2012. - v. 482. - № 7384. - p. 186-191.

122. Landry, S.J. Interplay of structure and disorder in cochaperonin mobile loops. / Landry, S.J., Taher, A., Georgopoulos, C., van der Vies, S.M. // Proc Natl Acad Sci USA. - 1996. - v. 93. - № 21. - p. 11622-11627.

123. Landry, S.J. Characterization of a functionally important mobile domain of GroES. / Landry, S.J., Zeilstra-Ryalls, J., Fayet, O., Georgopoulos, C., Gierasch, L.M. // Nature. - 1993. - v. 364. - № 6434. - p. 255-258.

124. Langer, T. Chaperonin-mediated protein folding: GroES binds to one end of the GroEL cylinder, which accommodates the protein substrate within its central cavity. / T. Langer, G. Pfeifer, J. Martin, W. Baumeister, F.U. Hartl. // EMBO J. -1992. - v. 11. - № 13. - 4757-4765.

125. Laskey, R.A. Nucleosomes are assembled by acidic protein which binds histones and transfers them to DNA. / Laskey, R.A., Honda, B.M., Mills, A.D., & Finch, J.T. // Nature. - 1978. - v. 275. -№ 5679. - p. 416-420.

126. Lau, C.K. Binding of polylysine to GroEL. Inhibition of the refolding of mMDH. / Lau, C.K., Churchich, J.E. // Biochim Biophys Acta. - 1999. - v. 1431. - № 2. - p. 282-289.

127. Levinthal, C. Are there pathways for protein folding? / Levinthal, C. // J. Chim. Phys. - 1968. - v. 65. - p. 44-45.

128. Li, J.Z. The crystal structure of the yeast Hsp40 Ydj1 complexed with its peptide substrate. / Li, J.Z., Qian, X.G., Sha, B. // Structure. - 2003. - v. 11. - p. 14751483.

129. Lin, Z. The hydrophobic nature of GroEL-substrate binding. / Lin, Z., Schwartz, F.P., Eisenstein, E. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. - № 3. - p. 1011-1014.

130. Lin, Z. GroEL stimulates protein folding through forced unfolding. / Lin, Z., Madan, D. and Rye, H.S.// Nat. Struct. Mol. Biol. - 2008. - v. 15. - p. 303-311.

131. Lindquist, S. The heat-shock proteins. / Lindquist, S., Craig, E.A. // Annu Rev Genet. - 1988. - v. 22. - p. 631-677.

132. Lissin, N.M. Stabilization of a compact conformation of monomeric GroEL at low temperature by adenine nucleotides. / Lissin, N.M., Hemmingsen, S.M. // FEBS Lett. - 1993. - v. 324. - № 1. - p. 41-44.

133. Lissin, N.M. (Mg-ATP)-dependent self-assembly of molecular chaperone GroEL. / Lissin, N.M., Venyaminov, S.Yu., Girshovich, A.S. // Nature. - 1990. - v. 348. -№ 6299. - p. 339-342.

134. Lissin, N.M. In vitro dissociation of self-assembly of three chaperonin 60s: the role of ATP. / Lissin, N.M. // FEBS Lett. - 1995. - v. 361. - № 1. - p. 55-60.

135. Lopez, T. The mechanism and function of Group II chaperonins. / T. Lopez, K. Dalton, J. Frydman. // J. Mol. Biol. - 2015. - v. 427. - p. 2919-2930.

136. Marchenkov, V. Back to GroEL-Assisted Protein Folding: GroES Binding-Induced Displacement of Denatured Proteins from GroEL to Bulk Solution. / V. Marchenkov, A. Gorokhovatsky, N. Marchenko, T. Ivashina, G. Semisotnov. // Biomolecules. - 2020. - v. 10. - № 1. - p. 162.

137. Marchenkov, V.V. Limited Trypsinolysis of GroES: The Effect on the Interaction with GroEL and Assembly In Vitro. / V.V. Marchenkov, N.V. Kotova, T.A. Muranova, G.V. Semisotnov. // Mol Biol (Mosk). - 2018. - v. 52. - № 1. - p. 8287.

138. Marchenkov, V.V. GroEL-assisted protein folding: does it occur within the chaperonin inner cavity? / V.V. Marchenkov, G.V. Semisotnov. // Int J Mol Sci. -2009. - v.10. - № 5. - p. 2066-2083.

139. Martin, J. Chaperonin-mediated protein folding at the surface of groEL through a "molten globule"-like intermediate. / J. Martin, T. Langer, R. Boteva, A. Schramel, A.L. Honvich, F.U. Hartl. // Nature. - 1991. - v. 352. - p. 36-42.

140. Martin, J. The reaction cycle of GroEL and GroES in chaperonin-assisted protein folding. / J. Martin, M. Mayhew, T. Langer, F.U. Hartl. // Nature. - 1993. - v. 366. - № 6452. - p. 228-233.

141. Mattoo, R.U. Molecular chaperones are nanomachines that catalytically unfold misfolded and alternatively folded proteins. / R.U. Mattoo, P. Goloubinoff. // Cell. Mol. Life Sci. - 2014. - v. 71. - p. 3311-3325.

142. Mayer, M.P. Hsp70 chaperones: cellular functions and molecular mechanism. / M.P. Mayer, B. Bukau. // Cell. Mol. Life Sci. - 2005. - v. 62. - p. 670-684.

143. Mayer, M.P. Insights into the molecular mechanism of allostery in Hsp70s. / M.P. Mayer, R. Kityk. // Front. Mol. Biosci. - 2015. - v. 2. - p. 58.

144. Mayhew, M. Protein folding in the central cavity of the GroEL-GroES chaperonin complex. / M. Mayhew, A.C.R. da Silva, J. Martin, H. Erdjument-Bromage, P. Tempst, F.U. Hartl. // Nature. - 1996. - v. 379. - p. 420-426.

145. Mendoza, J.A. Alteration of the quaternary structure of cpn60 modulates chaperonin-assisted folding. Implications for the mechanism of chaperonin action. / J.A. Mendoza, B. Demeler, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 1994. - v. 269. - № 4. - p. 2447-2451.

146. Mendoza, J.A. Bound substrate polypeptides can generally stabilize the tetradecameric structure of Cpn60 and induce its reassembly from monomers. / J.A. Mendoza, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 1994. - v. 269. - № 42. - p. 25963-25965.

147. Mendoza, J.A. Tetradecameric chaperonin 60 can be assembled in vitro from monomers in a process that is ATP independent. / J.A. Mendoza, J.L. Martinez, P.M. Horowitz. // Biochim Biophys Acta. - 1995. - v. 1247. - № 2. - p. 209-214.

148. Miot, M. Species-specific collaboration of heat shock proteins (Hsp) 70 and 100 in thermotolerance and protein disaggregation. / M. Miot, M. Reidy, S.M. Doyle, J.R. Hoskins, D.M. Johnston, O. Genest, M.C. Vitery, D.C. Masison, S. Wickner. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2011. - v. 108. - p. 6915-6920.

149. Mizobata, T. The guanidine-induced conformational changes of the chaperonin GroEL from Escherichia coli. Evidence for the existence of an unfolding intermediate state. / T. Mizobata, Y. Kawata. // Biochim Biophys Acta. - 1994. -v. 1209. - № 1. - p. 83-88.

150. Mogk, A. Small heat shock proteins, ClpB and the DnaK system form a functional triade in reversing protein aggregation. / A. Mogk, E. Deuerling, S. Vorderwulbecke, E. Vierling, B. Bukau. // Mol. Microbiol. - 2003. - v. 50. - p. 585-595.

151. Mogk, A. Identification of thermolabile Escherichia coli proteins: prevention and reversion of aggregation by DnaK and ClpB. / A. Mogk, T. Tomoyasu, P. Goloubinoff, S. Rudiger, D. Roder, H. Langen, et al. // EMBO J. - 1999. - v. 18. -p. 6934-6949.

152. Motojima, F. Substrate polypeptide presents a load on the apical domains of the chaperonin GroEL. / F. Motojima, C. Chaudhry, W.A. Fenton, G.W. Farr, A. L. Horwich. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2004. - v. 101. - p. 15005-15012.

153. Narberhaus, F. Alpha-crystallin-type heat shock proteins: socializing minichaperones in the context of a multichaperone network. / F. Narberhaus. // Microbiol Mol Biol Rev. - 2002. - v. 66. - № 1. - p. 64-93.

154. Neupert, W. Translocation of proteins into mitochondria. / W. Neupert, J.M. Herrmann. // Annu. Rev. Biochem. - 2007. - v. 76. - p. 723-749.

155. Neuwald, A.F. AAA+: a class of chaperone-like ATPases associated with the assembly, operation, and disassembly of protein complexes. / A.F. Neuwald, L. Aravind, J.L. Spouge, E.V. Koonin. // Genome Res. - 1999. - v. 9. - p. 27-43.

156. Nillegoda, N.B. Metazoan Hsp70-based protein disaggregases: emergence and mechanisms. / N.B. Nillegoda, B. Bukau. // Front. Mol. Biosci. - 2015. - v. 2. - p. 57.

157. Nillegoda, N.B. Crucial HSP70 co-chaperone complex unlocks metazoan protein disaggregation. / N.B. Nillegoda, J. Kirstein, A. Szlachcic, M. Berynskyy, A. Stank, F. Stengel, et al. // Nature. - 2015. - v. 524. - p. 247-251.

158. Ohgushi, M. 'Molten-globule state': a compact form of globular proteins with mobile side-chains. / M. Ohgushi, A. Wada. // FEBS Lett. - 1983. - v. 164. - № 1. - p. 21-24.

159. Pack, C.G. Analysis of interaction between chaperonin GroEL and its substrate using fluorescence correlation spectroscopy. / C.G. Pack, G. Nishimura, M. Tamura, K. Aoki, H. Taguchi, M. Yoshida, M. Kinjo. // Cytometry. - 1999 - v. 36.

- № 3. - p. 247-253.

160. Panda, M. Conformational heterogeneity is revealed in the dissociation of the oligomeric chaperonin GroEL by high hydrostatic pressure. / M. Panda, P.M. Horowitz. // Biochemistry. - 2002. - v. 41. - № 6. - p. 1869-1876.

161. Panda, M. Dissociation of the single-ring chaperonin GroEL by high hydrostatic pressure. / M. Panda, J. Ybarra, P.M. Horowitz. // Biochemistry. - 2002. - v. 41. -№ 42. - p. 12843-12849.

162. Panda, M. High hydrostatic pressure can probe the effects of functionally related ligands on the quaternary structures of the chaperonins GroEL and GroES. / M. Panda, J. Ybarra, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 2001. - v. 276. - № 9. - p. 6253-6259.

163. Pelham, H.R. Speculations on functions of the major heat chock and glucose-regulated proteins. / H.R. Pelham. // Cell. - 1986. - v. 46. - № 7. - p. 959-961.

164. Perrett, S. Importance of electrostatic interactions in the rapid binding of polypeptides to GroEL. / S. Perrett, R. Zahn, G. Stenberg, A.R. Fersht. // J Mol Biol. - 1997. - v. 269. - № 5. - p. 892-901.

165. Priya, S. GroEL and CCT are catalytic unfoldases mediating out-of-cage polypeptide refolding without ATP. / S. Priya, S.K. Sharma, V. Sood, R.U. Mattoo, A. Finka, A. Azem, et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2013. - v. 110.

- p. 7199-7204.

166. Ptitsyn, O.B. Evidence for a molten globule state as a general intermediate in protein folding. / O.B. Ptitsyn, R.H. Pain, G.V. Semisotnov, E. Zerovnik, O.I. Razgulyaev. // FEBS Lett. - 1990. - v. 262. - № 1. - p. 20-24.

167. Randall, L.L. No specific recognition of leader peptide by SecB, a chaperone involved in protein export. / L.L. Randall, T.B. Topping, S.J. Hardy. // Science. -1990. - v. 248. - № 4957. - p. 860-863.

168. Reichmann, D. Order out of disorder: working cycle of an intrinsically unfolded chaperone. / D. Reichmann, Y. Xu, C.M. Cremers, M. Ilbert, R. Mittelman, M.C. Fitzgerald, et al. // Cell. - 2012. - v. 148. - p. 947-957.

169. Robinson, C.V. Conformation of GroEL-bound a-lactalbumin probed by mass spectrometry. / C.V. Robinson, N. Gross, S.J. Eyles, J.J. Ewbank, M. Mayhew, F.U. Hartl, C.M. Dobson, S.E. Radford. // Nature. - 1994. - v. 372. - p. 646-651.

170. Rohl, A. The chaperone Hsp90: changing partners for demanding clients. / A. Rohl, J. Rohrberg, J. Buchner. // Trends Biochem. Sci. - 2013. - v. 38. - p. 253262.

171. Rohl, A. Hsp90 regulates the dynamics of its cochaperone Sti1 and the transfer of Hsp70 between modules. / A. Rohl, D. Wengler, T. Madl, S. Lagleder, F. Tippel, M. Herrmann, et al. // Nat. Commun. - 2015. - v. 6. - p. 6655.

172. Roseman, A. The chaperonin ATPase cycle: Mechanism of allosteric switching and movements of substrate-binding domains in GroEL. / A. Roseman, S. Chen, H. White, K. Braig, H. Saibil. // Cell. - 1996. - v. 87. - p. 241-251.

173. Rosen, C. G. Dimer formation from 1-amino-8-naphthalenesulfonate catalyzed by bovine serum albumin. A new fluorescent molecule with exceptional binding properties. / C. G. Rosen, G. Weber. // Biochemistry. - 1969. - v. 8. - № 10. - p. 3915-3920.

174. Rothman, J.E. Polypeptide chain binding proteins: catalysts of protein folding and related processes in cells. / J.E. Rothman // Cell. - 1989. - v. 59. - № 4. - p. 591601.

175. Saibil, H.R. ATP induces large quaternary rearrangements in a cage-like chaperonin structure. / H.R. Saibil, D. Zheng, A.M. Roseman, A.S. Hunter, G.M. Watson, S. Chen, A. Auf Der Mauer, B.P. O'Hara, S.P. Wood, N.H. Mann, L.K. Barnett, R.J. Ellis. // Curr Biol. - 1993. - v. 3. - № 5. - p. 265-273.

176. Saibil, H. Chaperone machines for protein folding, unfolding and disaggregation. / H. Saibil. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2013. - v. 14. - p. 630-642.

177. Saibil, H. Chaperonins / H. Saibil, S. Wood. // Current Opinion in Structural Biology. - 1993. - v. 3. - p. 207-213.

178. Sakane, I. Mechanical unfolding of covalently linked GroES: evidence of structural subunit intermediates. / I. Sakane, K. Hongo, T. Mizobata, Y. Kawata. // Protein Sci. - 2009. - v. 18. - № 1. - p. 252-257.

179. Sarparanta, J. Mutations affecting the cytoplasmic functions of the co-chaperone DNAJB6 cause limb-girdle muscular dystrophy. / J. Sarparanta, P.H. Jonson, C. Golzio, S. Sandell, H. Luque, M. Screen, et al. // Nat. Genet. - 2012. - v. 44. - p. 451-452.

180. Schagger, H. Blue native electrophoresis for isolation of membrane protein complexes in enzymatically active form. / H. Schagger, G. von Jagow. // Anal. Biochem. - 1991. - v. 199. - p. 223-231.

181. Schirmer, E.C. Subunit interactions influence the biochemical and biological properties of Hsp104. / E.C. Schirmer, D.M. Ware, C. Queitsch, A.S. Kowal, S.L. Lindquist. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2001. - v. 98. - p. 914-919.

182. Schmidt, M. Symmetric complex of GroE chaperonins as part of the functional cycle. / M. Schmidt, K. Rutkat, R. Rachel, G. Pfeifer, R. Jaenicke, P. Vitanen, G. Lorimer, J. Buchner. // Science. - 1994. - v. 265. - p. 656-659.

183. Seale, J. W. Reversible Oligomerization and Denaturation of the Chaperonin GroES. / J. W. Seale, B. M. Gorovits, J. Ybarra, P. M. Horowitz. // Biochemistry. -1996. - v. 35. - № 13. - p. 4079-4083.

184. Seale, J.W. The C-terminal sequence of the chaperonin GroES is required for oligomerization. / J.W. Seale, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. -№ 51. - p. 30268-30270.

185. Seale, J.W. Reversible oligomerization and denaturation of the chaperonin GroES. / J.W. Seale, B.M. Gorovits, J. Ybarra, P.M. Horowitz. // Biochemistry. - 1996. -v. 35. - p. 4079-4083.

186. Seckler, R. Protein folding and protein refolding. / R. Seckler, R. Jaenicke. // FASEB J. - 1992. - v.6. - № 8. - p. 2545-2552.

187. Semenyuk, P.I. New GroEL-like chaperonin of bacteriophage OBP Pseudomonas fluorescens suppresses thermal protein aggregation in an ATP-dependent manner. / P.I. Semenyuk, V.N. Orlov, O.S. Sokolova, L.P. Kurochkina. // Biochem J. - 2016.

- v. 473. - № 15. - p. 2383-2393.

188. Semisotnov, G.V. Study of the "molten globule" intermediate state in protein folding by a hydrophobic fluorescent probe. / G.V. Semisotnov, N.A. Rodionova,

0.1. Razgulyaev, V.N. Uversky, A.F. Gripas', R.I. Gilmanshin. // Biopolymers. -1991. - v. 31. - № 1. - p. 119-128.

189. Semisotnov, G.V. Two slow stages in refolding of bovine carbonic anhydrase B are due to proline isomerization. / G.V. Semisotnov, V.N. Uversky, I.V. Sokolovsky, A.M. Gutin, O.I. Razgulyaev, N.A. Rodionova. // J Mol Biol. - 1990.

- v. 213. - № 3. - p. 561-568.

190. Sousa, R. The role of molecular chaperones in clathrin mediated vesicular trafficking. / R. Sousa, E.M. Lafer. // Front. Mol. Biosci. - 2015. - v. 2. - p. 26.

191. Sternberg, N. Properties of a mutant of Echerichia coli defective in bacteriophage lambda head formation (groE). / N. Sternberg. // J.Mol.Biol. - 1973. - v. 76. - p. 25-44.

192. Surin, A.K. Ligands regulate GroEL thermostability. / A.K. Surin, N.V. Kotova,

1.A. Kashparov, V.V. Marchenkov, S.Yu. Marchenkova, G.V. Semisotnov. // FEBS Lett. - 1997. - v. 405. - № 3. - p. 260-262.

193. Suss, O. Protein plasticity underlines activation and function of ATP-independent chaperones. / O. Suss, D. Reichmann. // Front. Mol. Biosci. - 2015. - v. 2. - p. 43.

194. Taipale, M. Quantitative analysis of HSP90-client interactions reveals principles of substrate recognition. / M. Taipale, I. Krykbaeva, M. Koeva, C. Kayatekin, K.D. Westover, G.I. Karras, et al. // Cell. - 2012. - v. 150. - p. 987-1001.

195. Taipale, M. A quantitative chaperone interaction network reveals the architecture of cellular protein homeostasis pathways. / M. Taipale, G. Tucker, J. Peng, I. Krykbaeva, Z.Y. Lin, B. Larsen, et al. // Cell. - 2014. - v. 158. - p. 434-448.

196. Tang, Y.C. Structural features of the GroEL-GroES nano-cage required for rapid folding of encapsulated protein. / Y.C. Tang, H.C. Chang, A. Roeben, D. Wischnewski, N. Wischnewski, M.J. Kerner, F.U. Hartl, M. Hayer-Hartl. // Cell. -2006. - v. 125. - № 5. - p. 903-914.

197. Thulasiraman, V. In vivo newly translated polypeptides are sequestered in a protected folding environment. / V. Thulasiraman, C.F. Yang, J. Frydman. // EMBO J. - 1999. - v. 18. - № 1. - p. 85-95.

198. Todd, M.J. Chaperonin-facilitated protein folding: optimization of rate and yield by an iterative annealing mechanism. / M.J. Todd, G.H. Lorimer, D. Thirumalai. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1996. - v. 93. - № 9. - p. 4030-4035.

199. Todd, M.J. Stability of the asymmetric Escherichia coli chaperonin complex. Guanidine chloride causes rapid dissociation. / M.J. Todd, G.H. Lorimer. // J Biol Chem. - 1995. - v. 270. - № 10. - p. 5388-5394.

200. Todd, M.J. Hydrolysis of adenosine 5'-triphosphate by Escherichia coli GroEL: effects of GroES and potassium ion. / M.J. Todd, P.V. Viitanen, G.H. Lorimer. // Biochemistry. - 1993. - v. 32. - № 33. - p. 8560-8567.

201. Trent, J.D. A molecular chaperone from a thermophilic archaebacterium is related to the eukaryotic protein t-complex polypeptide-1. / J.D. Trent, E. Nimmesgern, J.S. Wall, F.U. Hartl, A.L. Horwich. // Nature. - 1991. - v. 354. - № 6353. - p. 490-493.

202. Tyagi, N. K. Double mutant MBP refolds at same rate in free solution as inside the GroEL/GroES chaperonin chamber when aggregation in free solution is prevented. / N. K. Tyagi, W. A. Fenton, A. A. Deniz, A. L. Horwich. // FEBS Lett. - 2011. -v. 585. - p. 1969-1972.

203. van Montfort, R.L. Crystal structure and assembly of a eukaryotic small heat shock protein. / R.L. van Montfort, E. Basha, K.L. Friedrich, C. Slingsby, E. Vierling. // Nat. Struct. Biol. - 2001. - v. 8. - p. 1025-1030.

204. Veinger, L. The small heat-shock protein IbpB from Escherichia coli stabilizes stress-denatured proteins for subsequent refolding by a multichaperone network. /

L. Veinger, S. Diamant, J. Buchner, P. Goloubinoff. // J. Biol. Chem. - 1998. - v. 273. - p. 11032-11037.

205. Vickery, L.E. Hsc66 and Hsc20, a new heat shock cognate molecular chaperone system from Escherichia coli. / L.E. Vickery, J.J. Silberg, D.T. Ta. // Protein Sci. -1997. - v. 6. - № 5. - p. 1047-1056.

206. Viitanen, P.V. Purified chaperonin 60 (groEL) interacts with the nonnative states of a multitude of Escherichia coli proteins. / P.V. Viitanen, A.A. Gatenby, G.H. Lorimer. // Protein Sci. - 1992. - v. 1. - № 3. - p. 363-369.

207. Viitanen, P.V. Chaperonin-facilitated refolding of ribulosebisphosphate carboxylase and ATP hydrolysis by chaperonin 60 (groEL) are K+ dependent. / P.V. Viitanen, T.H. Lubben, J. Reed, P. Goloubinoff, D.P. O'Keefe, G.H. Lorimer. // Biochemistry. - 1990. - v. 29. - № 24. - p. 5665-5671.

208. Waldinger, D. Amino-acid sequence homology of a polymorphic cellular protein from human lymphocytes and the chaperonins from Escherichia coli (groEL) and chloroplasts (Rubisco-binding protein). / D. Waldinger, C. Eckerskorn, F. Lottspeich, H. Cleve. // Biol Chem Hoppe Seyler. - 1988. - v. 369. - № 10. - p. 1185-1189.

209. Walter, S. A thermodynamic coupling mechanism for GroEL-mediated unfolding. / S. Walter, G.H. Lorimer, F.X. Schmid. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1996. - v. 93. - № 18. - p. 9425-9430.

210. Wang, J. Crystal structures of the HslVU peptidase-ATPase complex reveal an ATPdependent proteolysis mechanism. / J. Wang, J.J. Song, M.C. Franklin, S. Kamtekar, Y.J. Im, S.H. Rho, I.S. Seong, C.S. Lee, C.H. Chung, S.H. Eom. // Structure. - 2001. - v. 9. - p. 177-184.

211. Wang, J. Domain motions in GroEL upon binding of an oligopeptide. / J. Wang, L. Chen. // J Mol Biol. - 2003. - v. 334. - № 3. - p. 489-499.

212. Weber-Ban, E.U. Global unfolding of a substrate protein by the Hsp100 chaperone ClpA. / E.U. Weber-Ban, B.G. Reid, A.D. Miranker, A.L. Horwich. // Nature. - 1999. - v. 401. - № 6748. - p. 90-93.

213. Weissman, J. S. Characterization of the active intermediate of a GroEL-GroES-mediated protein folding reaction. / J. S. Weissman, H. S. Rye, W. A. Fenton, J. M. Beechem, A. L. Horwich. // Cell. - 1996. - v. 84. - p. 481-490.

214. Xu, Z. The crystal structure of the asymmetric GroEL-GroES-(ADP)7 chaperonin complex. / Z. Xu, A. L. Horwich, P. B. Sigler. // Nature. - 1997. - v. 388. - p. 741750.

215. Yam, A.Y. Defining the TRiC/CCT interactome links chaperonin function to stabilization of newly made proteins with complex topologies. / A.Y. Yam, Y. Xia, H.T. Lin, A. Burlingame, M. Gerstein, J. Frydman. // Nat. Struct. Mol. Biol. -2008. - v. 15. - p. 1255-1262.

216. Ybarra, J. Inactive GroEL monomers can be isolated and reassembled to functional tetradecamers that contain few bound peptides. / J. Ybarra, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 1995b. - v. 270. - № 39. - p. 22962-22967.

217. Ybarra, J. Refolding and reassembly of active chaperonin GroEL after denaturation. / J. Ybarra, P.M. Horowitz. // J Biol Chem. - 1995a. - v. 270. - № 38. - p. 22113 -22115.

218. Yifrach, O. Allosteric control by ATP of non-folded protein binding to GroEL. / O. Yifrach, A. Horovitz. // J Mol Biol. -1996. - v. 255. - p. 356-361.

219. Yifrach, O. Nested cooperativity in the ATPase activity in the oligomeric chaperonin GroEL. / O. Yifrach, A. Horovitz. // Biochemisrry. - 1995. - v. 34. - p. 9716-9723.

220. Zahn, R. Catalysis of amide proton exchange by the molecular chaperones GroEL and SecB. / R. Zahn, S. Perrett, G. Stenberg, A.R. Fersht. // Science. - 1996. - v. 271. - № 5249. - p. 642-645.

221. Zeilstra-Ryalls, J. The universally conserved GroE (Hsp60) chaperonins. / J. Zeilstra-Ryalls, O. Fayet, C. Georgopoulos. // Annu Rev Microbiol. - 1991. - v. 45. - p. 301-325.

222. Zettlmeissl, G. Reconstitution of lactic dehydrogenase. Noncovalent aggregation vs. reactivation. 1. Physical properties and kinetics of aggregation. / G. Zettlmeissl, R. Rudolph, R. Jaenicke. // Biochemistry. - 1979. - v. 18. - № 25. - p. 5567-5571.