近日，来自英国伦敦大学的Helen R. Saibi及其同事研究发现，ATP引起的构象改变可以反应出GroEL伴侣蛋白底物结合及折叠机制。相关论文发表于3月22日的《细胞》（Cell）上。
伴侣蛋白是主要的分子机器，在细胞中为蛋白折叠提供帮助。它们让各种各样的细胞内蛋白通过非特异性机制折叠组装。目前，研究最深入的伴侣蛋白是细菌伴侣蛋白GroEL，它可以帮助初期的或者是在压力下变性的多肽一步步捆绑然后封装。非新生的多肽会第一个被捕获于桶状结构复合体末端的一个疏水性环上。然后，ATP和辅伴侣蛋白GroES协同作用，促进了一系列戏剧化的结构域旋转，然后多肽从空腔抛出到独立亲水性的腔室结构内折叠。这个过程的关键性步骤在于开放性亲水性环到一个闭合的折叠腔室的转变，虽然计算方法已经用于预测这些运动的轨道，然而该机制还未可知。
研究人员使用了低温电子显微镜，统计分析以及灵活的模拟来解决一系列不同的GroEL-ATP构象，数据被整理为一个结构域扭转以及提升的轨道。数据显示，起始的构象很有可能是为了捕获多肽底物，然后结合结构域通过放射状的延伸彼此分开，这个过程中一直保持它们的结合表面朝向腔室，并且它们潜在的运用了机制力强加于捕获的以及错误折叠的底物。这种延伸的构象同时也提供了一个潜在的GroES锚定位点，促进完成结构域旋转形成的动力行程来抛出底物到折叠腔室。
研究结果表明，单颗粒低温电子显微技术鉴定了GroEL伴侣蛋白7个ATP结合的结构，结构分析表明了结合ATP促使的结构域运动的轨道，这反应了多肽底物机械性展开的机制。结果表明，存在一个中间构象同时结合底物及GroES。（生物谷Deepblue编译）
doi: 10.1016/j.cell.2012.02.047
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ATP-Triggered Conformational Changes Delineate Substrate-Binding and -Folding Mechanics of the GroEL Chaperonin
Daniel K. Clare, Daven Vasishtan, Scott Stagg, Joel Quispe, George W. Farr, Maya Topf, Arthur L. Horwich, Helen R. Saibi
The chaperonin GroEL assists the folding of nascent or stress-denatured polypeptides by actions of binding and encapsulation. ATP binding initiates a series of conformational changes triggering the association of the cochaperonin GroES, followed by further large movements that eject the substrate polypeptide from hydrophobic binding sites into a GroES-capped, hydrophilic folding chamber. We used cryo-electron microscopy, statistical analysis, and flexible fitting to resolve a set of distinct GroEL-ATP conformations that can be ordered into a trajectory of domain rotation and elevation. The initial conformations are likely to be the ones that capture polypeptide substrate. Then the binding domains extend radially to separate from each other but maintain their binding surfaces facing the cavity, potentially exerting mechanical force upon kinetically trapped, misfolded substrates. The extended conformation also provides a potential docking site for GroES, to trigger the final, 100 domain rotation constituting the power stroke that ejects substrate into the folding chamber.
