分子生物学：Hsp100脱凝集酵素によるポリペプチドループの連続的押し出し
Nature 578, 7794 doi: 10.1038/s41586-020-1964-y
タンパク質の凝集を元に戻す能力は、細胞に不可欠である。ClpBやHsp104のようなHsp100脱凝集酵素は、酵素の中央にある小孔を通ってポリペプチドループを移動させることによって、この反応を触媒すると考えられている。この脱凝集反応モデルが支持を得やすいのは、凝集体内で絡まっているポリペプチド鎖が取り出され、次にHsp70の助けを借りて再び折りたたまれる仕組みが説明できるからである。しかし、このモデルについても、必要なモーター活性が特定されていないために異論はあり、最近の知見ではエントロピー的な引っ張りやブラウン・ラチェットといった非連続的な機構が示唆されている。また、ループが完成する仕組みもよく分かっていない。実際、クライオ電子顕微鏡研究では一貫して、Hsp100の小孔に1本のポリペプチド鎖が入っていることが示されている。今回我々は、1個のClpB–基質複合体をリアルタイムで追跡することにより、ループ状のポリペプチドが連続的に移動することを明白に示す。光ピンセットと蛍光粒子追跡法とを組み合わせることにより、ClpBがループの両側の腕を同時に移動させ、障害物に行き当たると、ループの片方の腕だけの移動に切り替えることが分かった。ClpBは特に強力かつ移動は迅速であり、50 pNを超える力で押して毎秒500残基以上の速度で移動させ、最大で28残基を一気に動かす。意外にも、基質は小孔を出る際に再び折りたたまれ、これは翻訳と同時に起こる折りたたみの場合に似ている。これらの知見は、Cdc48（あるいはその哺乳類オルソログであるp97）によるユビキチンを介したリモデリングや26Sプロテアソームによる分解などの、タンパク質プロセシング現象に関連するものだ。
