Когато протеините са изложени на стрес като топлинен шок, те губят своята естествена структура и образуват токсични неразтворими агрегати. Бактериалният молекулярен шаперон ClpB и неговият дрожден хомолог Hsp104 имат способността да се разплитат и реактивират агрегираните протеини. ClpB образува хексамерна пръстенна структура и неговият протомер се състои от две ATPase ядра, AAA1 и AAA2, и два допълнителни домена, N-домейн и M-домейн. Използвайки химическата енергия на АТФ хидролизата, пръстенът ClpB прокарва агрегираните протеини през централната си пора, за да ги разплете. Дезагрегиращата активност на ClpB се регулира от пръчковидните М-домени, заобикалящи периферията на пръстена на ClpB. Въпреки това, механизмите на молекулярно ниво, като например как ATP свързването и хидролизата променят структурата на ClpB и как промените предизвикват дезагрегация, не са известни. Въпреки че триизмерната структура на ClpB/Hsp104 е определена чрез рентгенова кристалография и крио-електронен микроскопичен анализ на единични частици, за разбиране на механизма е необходима информация за динамиката на отделните молекули.

молекулярни

От наблюденията на ClpB мутанти, които инхибират свързването или хидролизата на АТР върху AAA1 и/или AAA2, са изяснени индивидуалните роли на тези два домена върху структурната динамика. ATP свързването с AAA1 индуцира олигомеризация на ClpB и хексамерното състояние се стабилизира чрез ATP свързване с AAA2. Структурните промени между кръглата, спиралната и усуканата полуспирална форма са причинени от ATP хидролиза при AAA2. Освен това взаимните структурни промени на затворените пръстени са драстично намалени при мутант на М-домен, който е загубил активността на дезагрегация, но е запазил активността на АТФазата, което предполага, че структурните промени играят важна роля в реакцията на дезагрегиране.

Агрегацията на протеини е тясно свързана с различни заболявания, включително болестта на Алцхаймер. Образуването на протеинова агрегация също е проблематично при използването на протеини в медицинската и индустриалната сфера. Резултатите от това изследване имат потенциал да допринесат за лечение на такива заболявания и/или поддържане на полезни протеини. Освен това ClpB принадлежи към семейството на протеини AAA +, което съдържа различни важни протеини, допринасящи за такива като репликация на ДНК, сливане на мембрани, разграждане на протеини и поддържане на циркаден часовник. Членовете на това семейство споделят домейни AAA + като ядра на ATPase и резултатите от това изследване могат да се очакват да изяснят общия механизъм на тези протеини от семейство AAA +.