Skip to main content

2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. Molecular Chaperones in Thermophilic Eubacteria and Archaea

verfasst von : Muhamad Sahlan, Masafumi Yohda

Erschienen in: Thermophilic Microbes in Environmental and Industrial Biotechnology

Verlag: Springer Netherlands

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Thermophilic organisms tolerate or adapt to high temperatures by making their proteins thermostable or thermophilic. Even though, thermophilic bacteria have their own optimal growth temperatures, and heat-shock responses are still induced at the temperatures higher than optimal temperatures. The molecular chaperone systems of thermophilic eubacteria are very similar to those of mesophilic eubacteria. On the contrary, the molecular chaperone system of hyperthermophilic archaea is much simpler than those of other organisms. Within the hyperthermophilic archaea, only the following six kinds of chaperones have so far been identified: group II chaperonins, prefoldin, small heat-shock proteins, peptidyl-prolyl cis-trans isomerases, AAA proteins, and NAC. These archaea lack the Hsp70 chaperone system as well as Hsp90 and Hsp100, though these are thought to be indispensable chaperones in all other organisms. Since group II chaperonins are highly induced at elevated temperatures and related to the stress response of hyperthermophilic archaea, this manuscript focuses on the group II chaperonin and its cofactor, prefoldin, in addition to sHsps that are ubiquitous in thermophilic eubacteria and archaea. The limited number of molecular chaperones in hyperthermophilic archaea might be due to the relatively high stability of their proteins. The molecular chaperones in hyperthermophilic archaea might contribute to the protection of only a limited number of relatively unstable proteins.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Braig K, Otwinowski Z, Hegde R, Boisvert DC, Joachimiak A, Horwich AL, Sigler PB (1994) Nature 371:578–586PubMedCrossRef Braig K, Otwinowski Z, Hegde R, Boisvert DC, Joachimiak A, Horwich AL, Sigler PB (1994) Nature 371:578–586PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Brinker A, Pfeifer G, Kerner MJ, Naylor DJ, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2001) Cell 107:223–233PubMedCrossRef Brinker A, Pfeifer G, Kerner MJ, Naylor DJ, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2001) Cell 107:223–233PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Conway de Macario E, Macario AJ (2003) Adv Biochem Eng Biotechnol 81:95–150PubMed Conway de Macario E, Macario AJ (2003) Adv Biochem Eng Biotechnol 81:95–150PubMed
Zurück zum Zitat Danno A, Fukuda W, Yoshida M, Aki R, Tanaka T, Kanai T, Imanaka T, Fujiwara S (2008) J Mol Biol 382:298–311PubMedCrossRef Danno A, Fukuda W, Yoshida M, Aki R, Tanaka T, Kanai T, Imanaka T, Fujiwara S (2008) J Mol Biol 382:298–311PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Ditzel L, Lowe J, Stock D, Stetter KO, Huber H, Huber R, Steinbacher S (1998) Cell 93:125–138PubMedCrossRef Ditzel L, Lowe J, Stock D, Stetter KO, Huber H, Huber R, Steinbacher S (1998) Cell 93:125–138PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Frydman J, Nimmesgern E, Erdjument-Bromage H, Wall JS, Tempst P, Hartl FU (1992) EMBO J 11:4767–4778PubMed Frydman J, Nimmesgern E, Erdjument-Bromage H, Wall JS, Tempst P, Hartl FU (1992) EMBO J 11:4767–4778PubMed
Zurück zum Zitat Hirtreiter AM, Calloni G, Forner F, Scheibe B, Puype M, Vandekerckhove J, Mann M, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2009) Mol Microbiol 74:1152–1168PubMedCrossRef Hirtreiter AM, Calloni G, Forner F, Scheibe B, Puype M, Vandekerckhove J, Mann M, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2009) Mol Microbiol 74:1152–1168PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Iizuka R, Yoshida T, Shomura Y, Miki K, Maruyama T, Odaka M, Yohda M (2003) J Biol Chem 278:44959–44965PubMedCrossRef Iizuka R, Yoshida T, Shomura Y, Miki K, Maruyama T, Odaka M, Yohda M (2003) J Biol Chem 278:44959–44965PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Iizuka R, So S, Inobe T, Yoshida T, Zako T, Kuwajima K, Yohda M (2004) J Biol Chem 279:18834–18839PubMedCrossRef Iizuka R, So S, Inobe T, Yoshida T, Zako T, Kuwajima K, Yohda M (2004) J Biol Chem 279:18834–18839PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Iizuka R, Yoshida T, Ishii N, Zako T, Takahashi K, Maki K, Inobe T, Kuwajima K, Yohda M (2005) J Biol Chem 280:40375–40383PubMedCrossRef Iizuka R, Yoshida T, Ishii N, Zako T, Takahashi K, Maki K, Inobe T, Kuwajima K, Yohda M (2005) J Biol Chem 280:40375–40383PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Iizuka R, Sugano Y, Ide N, Ohtaki A, Yoshida T, Fujiwara S, Imanaka T, Yohda M (2008) J Mol Biol 377:972–983PubMedCrossRef Iizuka R, Sugano Y, Ide N, Ohtaki A, Yoshida T, Fujiwara S, Imanaka T, Yohda M (2008) J Mol Biol 377:972–983PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Izumi M, Fujiwara S, Takagi M, Fukui K, Imanaka T (2001) Biochem Biophys Res Commun 280:581–587PubMedCrossRef Izumi M, Fujiwara S, Takagi M, Fukui K, Imanaka T (2001) Biochem Biophys Res Commun 280:581–587PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Jakob U, Gaestel M, Engel K, Buchner J (1993) J Biol Chem 268:1517–1520PubMed Jakob U, Gaestel M, Engel K, Buchner J (1993) J Biol Chem 268:1517–1520PubMed
Zurück zum Zitat Kagawa HK, Yaoi T, Brocchieri L, McMillan RA, Alton T, Trent JD (2003) Mol Microbiol 48:143–156PubMedCrossRef Kagawa HK, Yaoi T, Brocchieri L, McMillan RA, Alton T, Trent JD (2003) Mol Microbiol 48:143–156PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Kanzaki T, Iizuka R, Takahashi K, Maki K, Masuda R, Sahlan M, Yebenes H, Valpuesta JM, Oka T, Furutani M, Ishii N, Kuwajima K, Yohda M (2008) J Biol Chem 283:34773–34784PubMedCrossRef Kanzaki T, Iizuka R, Takahashi K, Maki K, Masuda R, Sahlan M, Yebenes H, Valpuesta JM, Oka T, Furutani M, Ishii N, Kuwajima K, Yohda M (2008) J Biol Chem 283:34773–34784PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Kerner MJ, Naylor DJ, Ishihama Y, Maier T, Chang HC, Stines AP, Georgopoulos C, Frishman D, Hayer-Hartl M, Mann M, Hartl FU (2005) Cell 122:209–220PubMedCrossRef Kerner MJ, Naylor DJ, Ishihama Y, Maier T, Chang HC, Stines AP, Georgopoulos C, Frishman D, Hayer-Hartl M, Mann M, Hartl FU (2005) Cell 122:209–220PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Klunker D, Haas B, Hirtreiter A, Figueiredo L, Naylor DJ, Pfeifer G, Muller V, Deppenmeier U, Gottschalk G, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2003) J Biol Chem 278:33256–33267PubMedCrossRef Klunker D, Haas B, Hirtreiter A, Figueiredo L, Naylor DJ, Pfeifer G, Muller V, Deppenmeier U, Gottschalk G, Hartl FU, Hayer-Hartl M (2003) J Biol Chem 278:33256–33267PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Kowalski JM, Kelly RM, Konisky J, Clark DS, Wittrup KD (1998) Syst Appl Microbiol 21:173–178PubMedCrossRef Kowalski JM, Kelly RM, Konisky J, Clark DS, Wittrup KD (1998) Syst Appl Microbiol 21:173–178PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Kurimoto E, Nishi Y, Yamaguchi Y, Zako T, Iizuka R, Ide N, Yohda M, Kato K (2008) Proteins 70:1257–1263PubMedCrossRef Kurimoto E, Nishi Y, Yamaguchi Y, Zako T, Iizuka R, Ide N, Yohda M, Kato K (2008) Proteins 70:1257–1263PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Ladenstein R, Antranikian G (1998) Adv Biochem Eng Biotechnol 61:37–85PubMed Ladenstein R, Antranikian G (1998) Adv Biochem Eng Biotechnol 61:37–85PubMed
Zurück zum Zitat Leroux MR, Fandrich M, Klunker D, Siegers K, Lupas AN, Brown JR, Schiebel E, Dobson CM, Hartl FU (1999) EMBO J 18:6730–6743PubMedCrossRef Leroux MR, Fandrich M, Klunker D, Siegers K, Lupas AN, Brown JR, Schiebel E, Dobson CM, Hartl FU (1999) EMBO J 18:6730–6743PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Lundin VF, Stirling PC, Gomez-Reino J, Mwenifumbo JC, Obst JM, Valpuesta JM, Leroux MR (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101:4367–4372PubMedCrossRef Lundin VF, Stirling PC, Gomez-Reino J, Mwenifumbo JC, Obst JM, Valpuesta JM, Leroux MR (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101:4367–4372PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Macario AJ, Conway de Macario E (1999) Genetics 152:1277–1283PubMed Macario AJ, Conway de Macario E (1999) Genetics 152:1277–1283PubMed
Zurück zum Zitat Martin-Benito J, Boskovic J, Gomez-Puertas P, Carrascosa JL, Simons CT, Lewis SA, Bartolini F, Cowan NJ, Valpuesta JM (2002) EMBO J 21:6377–6386PubMedCrossRef Martin-Benito J, Boskovic J, Gomez-Puertas P, Carrascosa JL, Simons CT, Lewis SA, Bartolini F, Cowan NJ, Valpuesta JM (2002) EMBO J 21:6377–6386PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Martin-Benito J, Bertrand S, Hu T, Ludtke PJ, McLaughlin JN, Willardson BM, Carrascosa JL, Valpuesta JM (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101:17410–17415PubMedCrossRef Martin-Benito J, Bertrand S, Hu T, Ludtke PJ, McLaughlin JN, Willardson BM, Carrascosa JL, Valpuesta JM (2004) Proc Natl Acad Sci USA 101:17410–17415PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Martin-Benito J, Gomez-Reino J, Stirling PC, Lundin VF, Gomez-Puertas P, Boskovic J, Chacon P, Fernandez JJ, Berenguer J, Leroux MR, Valpuesta JM (2007) Structure 15:101–110PubMedCrossRef Martin-Benito J, Gomez-Reino J, Stirling PC, Lundin VF, Gomez-Puertas P, Boskovic J, Chacon P, Fernandez JJ, Berenguer J, Leroux MR, Valpuesta JM (2007) Structure 15:101–110PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (1996) Nature 379:420–426PubMedCrossRef Mayhew M, da Silva AC, Martin J, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hartl FU (1996) Nature 379:420–426PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat McMillan RA, Paavola CD, Howard J, Chan SL, Zaluzec NJ, Trent JD (2002) Nat Mater 1:247–252PubMedCrossRef McMillan RA, Paavola CD, Howard J, Chan SL, Zaluzec NJ, Trent JD (2002) Nat Mater 1:247–252PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Motohashi K, Taguchi H, Ishii N, Yoshida M (1994) J Biol Chem 269:27074–27079PubMed Motohashi K, Taguchi H, Ishii N, Yoshida M (1994) J Biol Chem 269:27074–27079PubMed
Zurück zum Zitat Nitsch M, Walz J, Typke D, Klumpp M, Essen LO, Baumeister W (1998) Nat Struct Biol 5:855–857PubMedCrossRef Nitsch M, Walz J, Typke D, Klumpp M, Essen LO, Baumeister W (1998) Nat Struct Biol 5:855–857PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Ohtaki A, Kida H, Miyata Y, Ide N, Yonezawa A, Arakawa T, Iizuka R, Noguchi K, Kita A, Odaka M, Miki K, Yohda M (2008) J Mol Biol 376:1130–1141PubMedCrossRef Ohtaki A, Kida H, Miyata Y, Ide N, Yonezawa A, Arakawa T, Iizuka R, Noguchi K, Kita A, Odaka M, Miki K, Yohda M (2008) J Mol Biol 376:1130–1141PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Okochi M, Yoshida T, Maruyama T, Kawarabayasi Y, Kikuchi H, Yohda M (2002) Biochem Biophys Res Commun 291:769–774PubMedCrossRef Okochi M, Yoshida T, Maruyama T, Kawarabayasi Y, Kikuchi H, Yohda M (2002) Biochem Biophys Res Commun 291:769–774PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Okochi M, Nomura T, Zako T, Arakawa T, Iizuka R, Ueda H, Funatsu T, Leroux M, Yohda M (2004) J Biol Chem 279:31788–31795PubMedCrossRef Okochi M, Nomura T, Zako T, Arakawa T, Iizuka R, Ueda H, Funatsu T, Leroux M, Yohda M (2004) J Biol Chem 279:31788–31795PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Pasta SY, Raman B, Ramakrishna T, Rao Ch M (2004) Mol Vis 10:655–662PubMed Pasta SY, Raman B, Ramakrishna T, Rao Ch M (2004) Mol Vis 10:655–662PubMed
Zurück zum Zitat Sahlan M, Zako T, Tai PT, Ohtaki A, Noguchi K, Maeda M, Miyatake H, Dohmae N, Yohda M (2010b) J Mol Biol 399:628–636PubMedCrossRef Sahlan M, Zako T, Tai PT, Ohtaki A, Noguchi K, Maeda M, Miyatake H, Dohmae N, Yohda M (2010b) J Mol Biol 399:628–636PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Schoehn G, Quaite-Randall E, Jimenez JL, Joachimiak A, Saibil HR (2000b) J Mol Biol 296:813–819PubMedCrossRef Schoehn G, Quaite-Randall E, Jimenez JL, Joachimiak A, Saibil HR (2000b) J Mol Biol 296:813–819PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Shomura Y, Yoshida T, Iizuka R, Maruyama T, Yohda M, Miki K (2004) J Mol Biol 335:1265–1278PubMedCrossRef Shomura Y, Yoshida T, Iizuka R, Maruyama T, Yohda M, Miki K (2004) J Mol Biol 335:1265–1278PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Taguchi H, Konishi J, Ishii N, Yoshida M (1991) J Biol Chem 266:22411–22418PubMed Taguchi H, Konishi J, Ishii N, Yoshida M (1991) J Biol Chem 266:22411–22418PubMed
Zurück zum Zitat Trent JD, Osipiuk J, Pinkau T (1990) J Bacteriol 172:1478–1484PubMed Trent JD, Osipiuk J, Pinkau T (1990) J Bacteriol 172:1478–1484PubMed
Zurück zum Zitat Usui K, Yoshida T, Maruyama T, Yohda M (2001) J Biosci Bioeng 92:161–166PubMed Usui K, Yoshida T, Maruyama T, Yohda M (2001) J Biosci Bioeng 92:161–166PubMed
Zurück zum Zitat Vainberg IE, Lewis SA, Rommelaere H, Ampe C, Vandekerckhove J, Klein HL, Cowan NJ (1998) Cell 93:863–873PubMedCrossRef Vainberg IE, Lewis SA, Rommelaere H, Ampe C, Vandekerckhove J, Klein HL, Cowan NJ (1998) Cell 93:863–873PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat van Montfort RL, Basha E, Friedrich KL, Slingsby C, Vierling E (2001) Nat Struct Biol 8:1025–1030PubMedCrossRef van Montfort RL, Basha E, Friedrich KL, Slingsby C, Vierling E (2001) Nat Struct Biol 8:1025–1030PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Yoshida T, Kanzaki T, Iizuka R, Komada T, Zako T, Suzuki R, Maruyama T, Yohda M (2006) Extremophiles 10:451–459PubMedCrossRef Yoshida T, Kanzaki T, Iizuka R, Komada T, Zako T, Suzuki R, Maruyama T, Yohda M (2006) Extremophiles 10:451–459PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Zako T, Murase Y, Iizuka R, Yoshida T, Kanzaki T, Ide N, Maeda M, Funatsu T, Yohda M (2006) J Mol Biol 364:110–120PubMedCrossRef Zako T, Murase Y, Iizuka R, Yoshida T, Kanzaki T, Ide N, Maeda M, Funatsu T, Yohda M (2006) J Mol Biol 364:110–120PubMedCrossRef
Zurück zum Zitat Zako T, Banba S, Sahlan M, Sakono M, Terada N, Yohda M, Maeda M (2010) Biochem Biophys Res Commun 391:467–470PubMedCrossRef Zako T, Banba S, Sahlan M, Sakono M, Terada N, Yohda M, Maeda M (2010) Biochem Biophys Res Commun 391:467–470PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Molecular Chaperones in Thermophilic Eubacteria and Archaea
verfasst von
Muhamad Sahlan
Masafumi Yohda
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer Netherlands
DOI
https://doi.org/10.1007/978-94-007-5899-5_14