sHSPs( small Heat Shock proteins) là những phân tử chapperone cĩ khối lƣợng phân tử vào khoảng 12-43 kDa đa số cĩ kích thƣớc từ 14-27kDa đƣợc tìm thấy hầu hết trongcấu trúc của vi sinh vật, với số lƣợng của các loại khác nhau tùy từng chủng ( Narberhaus, 2002). Mặc dù chúng cĩ kích thƣớc nhỏ nhƣng các thực thể đang hoạt động trong sHSPs thƣờng là các oligomer bao gồm nhiều tiểu đơn vị, gồm trình tự chuỗi đầu N cĩ thể thay đổi độ dài, một đoạn trình tự khơng thay đổi độ dài gồm khoảng 80 acid amin chứa α-acrytallin và đầu C ngắn ( Caspers et al., 1995).
sHSPs cĩ khả năng ngăn chăn sự kết lắng protein và sự hình thành hiện tƣợng đục thủy tinh thể ở động vật cĩ xƣơng sống. Thơng thƣờng các tế bào phức tạp đƣợc hình thành từ các mono oligomer, dimer hoặc tetramer. Các cấu trúc phức tạp của sHSPs chịu nhiệt cĩ liên quan đến mơi trƣờng của tế bào và các protein đƣợc tiết ra từ thành tế bào trong suốt quá trình trong thiết bị phản ứng đƣợc gia nhiệt ở trong khoảng thời gian dài
Cấu tạo của Hsp26:
Hsp26 hình thành chuỗi protein cĩ tổng số 214 acid amin [29]. Đƣợc qui định bởi 645 nucleotide. Hps26 nằm trên nhiễm sắc thể II hình thành từ 24 tiểu đơn vị cĩ tác động qua lại cĩ cấu trúc nhị trùng hợp theo khối bền vững ( bảng 3.1).
Cấu trúc của hsp26 :
Hsp26 đƣợc hình thành từ tế bào chất trong tế bào S. cerevisiae. Hsp26 cĩ cấu trúc bao gồm 2 yếu tố chính(Hình 3.1.1): phần đầu N cĩ cấu trúc khối đồng nhất về kích thƣớc và đoạn và đầu C-α-crystallin, bao gồm một đoạn ngắn bên ngồi. Hps26 mang đầu N sẽ bắt đầu tại acid amin 95. N và C ƣu tiên nằm ở vị trí cuối của hsp26 ở các đầu tƣơng ứng[23].
41
Bảng 3.1: Vị trí , thành phần nucleotide và acid amin cấu tạo của HSP26 [29]. Tên gọi YBR072W trên chủng S.cerevisiae
Tên gen HSP26 Định danh Hsp26p Vị trí Nhiễm sắc thể số II:382027..382671 Chuỗi Acid Amin 214 acid amin MSFNSPFFDFFDNINNEVDAFNRLLGEGGLRGYAPRRQ LANTPAKDSTGKEVARPNNYAGALYDPRDETLDDWF DNDLSLFPSGFGFPRSVAVPVDILDHDNNYELKVVVPG VKSKKDIDIEYHQNKNQILVSGEIPSTLNEESKDKVKV KESSSGKFKRVITLPDYPGVDADNIKADYANGVLTLT VPKLKPQKDGKNHVKKIEVSSQESWGN Đoạn Nucleotide 645 nucleotide atgtcatttaacagtccattttttgatttctttgacaacatcaacaacgaagttgatgccttta acagattgctgggtgaaggcggcttaagaggctacgcaccaagacgtcagttagcaa acacacccgcaaaggattctactggcaaggaagttgctagaccaaataactatgctgg cgctctttatgatcccagagatgaaaccttagatgattggttcgacaatgacttgtccctg ttcccatctggtttcggtttccctagaagtgtcgcagttccagttgatattttggaccatga caacaactacgagttgaaagtcgtggttcctggtgtcaaaagcaagaaggacattgat attgagtaccatcaaaacaagaaccaaattttggtttctggtgaaattccatctaccttga atgaagagagtaaagacaaggtcaaggtcaaggagagcagctctggtaagttcaag agagtcatcactttgccagactacccaggtgtggatgcagacaacattaaagcagact acgcaaatggtgttttgacattaacagttccaaaattgaagcctcagaaggatggtaag aaccacgtcaagaagattgaggtttcttctcaagaatcgtggggtaactaa Hình 3.1.1: Cấu trúc của HSP26 [23].
42
Hình 3.1.2: Vị trí của HSP26 trên Nhiễm sắc thể II [31].
Hình 3.1.3: Mơ hình cấu trúc khơng gian của gen HSP26 [24].
Ý nghĩa thực tế của nhĩm gen sHSPs, HSP26 và đối với quá trình lên men rƣợu:
Khi tế bào gặp mơi trƣờng stress hoặc bất cứ điều kiện nào cĩ thể gây kích thích mạnh mẽ đến tế bào, thì một quá trình tổng hợp protein mới xảy ra nhƣ là một đoạn lớn của các protein gấp nếp sẽ bị đột biến một phần hoặc hồn tồn. Những protein bị biến tính sau đĩ đƣợc nhập qua hệ thống kiểm tra chất lƣợng để xác định khả năng biểu hiện chaperone. 2 yếu tố đƣợc xem xét là DnaK-DnaJ-DnaE và GroEL-GroES đƣợc cho là quan trọng hơn so với các sHSPs ( small Heat shock proteins) gấp nếp protein. Tuy nhiên khi xét đến chaperone cĩ sự thay đổi với những cơ chất làm tăng tính kích thích , thì sHSPs cĩ thể sẽ phục hồi những hƣ hỏng của proterin và bảo vệ protein khỏi những mối nguy hiểm.Điều này đƣợc thơng qua những protein cĩ tính chất tái gấp nếp, qua những cơ chế biểu hiện chaperone khi mà các gen khơng chịu tác động lâu dài dƣới điều kiện stress.
Do đĩ chúng cĩ khả năng bảo vệ những protein thành tế bào và cân bằng khả năng sống của thành tế bào dƣới các điều kiện stress nhƣ là shock nhiệt và hĩa chất[27].
Chức năng của HSPs :những chức năng cụ thể của sHSPs vẫn chƣa đƣợc đƣa ra cụ thể.Một trong những chức năng cụ thể nhất là khả năng chống lại các ức chế về điều kiện nhiệt độ tác động.Mặc dù trong S. cerevisiae mà hsp26 là sHSP ,hsp 26 khơng cĩ sự đột biến nào mà cĩ thể tạo nên sự phân biệt rõ ràng trong kiểu hình so với các chủng thuần khác.
Hsp26 cĩ khả năng điều chỉnh thích hợp với các điều kiện cảm ứng ,cĩ cấu trúc nhỏ và bị tác động bởi yếu tố nhiệt độ, cĩ thể hình thành những phân tử cĩ kích thƣớc lớn[41,43]. Hsp26 của Saccharomyces cerevisiae là một trong những họ của
43
những protein shock nhiệt cĩ kích thƣớc nhỏ.Tất cả những đáp ứng với nhiệt độ và các điều kiện stress khác bởi sự hình thành những protein đƣợc gọi là protein shock nhiệt, những protein này đƣợc chia thành các nhĩm và cĩ một chức năng rõ ràng.Những protein này cĩ kích thƣớc từ 15-40 kDa.Những protein này cĩ những khả năng đặc biêt : cĩ khả năng chịu đƣợc các điều kiện kích thích cao, khơng chỉ cĩ khả năng đáp ứng các điệu kiện stress mà cịn trong suốt quá trình phát triển.Sự tác động của các yếu tố cảm ứng lên hsp 26 khơng tuân theo quy luật thơng thƣờng tác động lên các protein shock nhiệt khác. Hsp26 khơng cĩ sự biểu hiện khi khơng cĩ các điều kiên stress xảy ra : nhiệt độ, quá trình tạo bào tử.