چگونه سلول ساختار پروتئین را کنترل می کند؟

همانطور که گفته شد رابطه مستقیمی میان ساختار و عملکرد پروتئین وجود دارد. پروتئینی که به درستی شکل نگرفته باشد(Misfolded) ممکن است اصلا ً کارآمد نباشد (Non – functional) و یا عملکرد متفاوتی از حالت طبیعی پیدا کند(Modified function). حال با توجه به اهمیت ساختار پروتئین سؤال اینست  که چگونه سلول شکل یابی پروتئین را کنترل می کند.

اولین مرحله کنترل می تواند همان توالی ژنومي باشد. مادامی که توالی ژنی ثابت است می توان تصور کرد که پروتئین با ساختار ثابتی تولید خواهد شد. مراحل نسخه برداری و ترجمه نیز توسط مکانیسم های دقیقی کنترل می شوند تا از بروز هرگونه اشتباه در تولید پروتئین جلوگیری گردد. علاوه بر این با وجود تمامی این مکانیسم ها، در صورت ترجمه پروتئین با ساختار متفاوت سلول دارای یک سیستم تجزیه ای است که قادر است پروتئینهای غیر طبیعی را تجزیه نماید.

با وجود تمام احتمالات برای شکل گیریهای مختلف پروتئین، هر پروتئین تمایل به شکل گیری خاص خود را دارد. بطور مثال هر اسید آمینه می تواند با هشت زاویه مختلف با اسید آمینه جانبی پیوند پیدا کند. بنابراین پروتئینی که n اسید آمینه دارد می تواند  ساختمان فضایی داشته باشد. اما تنها یکی از این ساختمانها شکل طبیعی پروتئین است که به آن Native state می گویند. نیرویی که پروتئین را به سمت NS می برد برآمده از توالی پروتئین است. به عبارت دیگر این ساختار اولیه پروتئین است که ساختارهای دوم و سوم آن را تعیین می کند.

با توصیفی که شد اگرچه هر پروتئین با توجه به توالی ای که دارد قهرا به سمت شکل گیری خاص خود می رود اما سلول هم مکانیسم هایی دارد که این فرآیند را تسهیل می نماید. برای مثال سلولها دارای مولکولهای پروتئینی بنام چپرونها (Chaperones) هستند که در شکل گیری دیگر پروتئینها دخیل هستند. دو خانواده پروتئینی برای چپرونها توصیف شده است که عبارتند از: Molecular chaperones  و Chaperonines. مکانیسم عمل در هر دو خانواده با مصرف ATP است.