细胞质里的背靠背双层纳米笼：GroEL/GroES 晶体结构与 ATP 隔离折叠腔
1994 年 10月13日 · 结晶紫红色四氢叶酸还原酶（DHFR）、GroEL/GroES 14聚体蛋白溶液与冷冻透射电镜碳膜铜网
你知道吗？
为了让一个娇嫩的分子安心折叠，细胞质必须动用二十一个亚基，为它凭空盖起一座无菌的避难所。
安芬森的热力学假说证明多肽链自身序列蕴含完整三维结构信息，但在高度拥挤的活细胞质中，新生多肽链暴露的疏水核心极易互锁团聚沉淀。大自然究竟如何为蛋白质提供一个远离恶劣拥挤环境的“单间产房”？1994年耶鲁大学的保罗·西格勒（Paul Sigler）与阿瑟·霍里奇（Arthur Horwich）以及马克斯·普朗克研究所的乌尔里希·哈特尔（Ulrich Hartl）用X射线晶体学给出了无与伦比的解答。
他们解析了大肠杆菌分子伴侣GroEL在2.8 Å分辨率下的三维结构：GroEL由14个相同的60 kDa亚基组成，构筑成两个背靠背相叠的巨大中空圆柱环，中央拥有一个由疏水性氨基酸残基环绕的纳米国度隔离腔。当错误折叠或新生的变性底物进入腔体后，顶部像帽子一样的七聚体GroES在ATP结合的驱动下扣合封顶。
ATP的水解引发GroEL亚基发生剧烈的机械旋转和倾斜构象重排，原本暴露的疏水结合位点瞬间被隐蔽，折叠腔内壁由粘滞的疏水环境突变为极性亲水环境，折叠腔体积扩大一倍！