几乎所有的蛋白质都会经历一个受以下因素限制的生命周期它们的折叠和退化。因为这两个过程都是用功的长期以来一直假设它们是通过直接的分子发生的在折叠的情况下，机制或只是自发的。独立然而，对这两个过程的研究最近揭示了它们依赖体内大而复杂分子机器（参考。1和2; 图。). 这些复合体，像许多其他蛋白质机器是由ATP驱动的，但它们共同的物理特征是一个环形结构。这些机器中的ATP酶亚基形成6–9个成员的对称或伪对称环，包围a中央空腔（图。). 这个空腔定义基板结合位置，基板可以进入或者通过垂直于环平面的移动来退出这个空腔。折叠基板通过回溯其原始路径离开这些环而蛋白水解底物似乎通过环进入第二个不依赖ATP的环室，该环室含有蛋白水解活动站点。
监护人角色示意图ATP依赖性蛋白质折叠和去折叠/降解中的环原核细胞和真核细胞。蛋白质折叠伴侣蛋白是在每个“细胞”的上部和蛋白水解伴侣蛋白和相关的蛋白水解酶柱如图所示下部。在原核Clp组分的情况下同六聚体ATP酶ClpA或ClpX与双环柱状丝氨酸蛋白酶的末端，将识别出的基质交付给它进行降解（见正文）。在然而，与ClpP不结合，ClpA或ClpX可以介导低聚物底物蛋白的分解，示例如下ClpX介导的MuA转座酶四聚体的分解。注意这两个真核细胞中的伴侣蛋白类（细胞溶质和线粒体）。就真核蛋白酶体而言泛素化途径直接降解蛋白质蛋白酶体如图所示。未显示蛋白酶体的存在核隔间，在那里类似的周转途径似乎发挥作用。
真核蛋白酶体的结构和细菌ClpAP伴侣蛋白-蛋白酶复合物和细菌GroEL-GroES伴侣对。电子显微镜侧视图真核26S蛋白酶体(左侧)和细菌ClpAP(居中)展示各自的伴侣集会与各自的蛋白水解酶柱相关（摘自参考文献。11). 组成低聚物环的化学计量为用下标指定；请注意，真核蛋白酶体是由7个不同的α亚基和7个不同β亚基组成对称地排列了两层，组成了四个环。如下图所示是蛋白质分解柱的空间填充剖切图像吗从王的晶体结构来看等。(31)和咆哮等。(32)，活动部位显示为红点，以及入口通道的带状图，也摘自参考文献。11.GroEL-GroES-ADP的太空全景7不对称显示了伴侣蛋白复合物(右上角)，取自徐等。(三)，说明了GroEL与环处于多肽接受和折叠活性状态。开放式不对称配合物的反式环暴露疏水残基（以黄色显示）可以捕获非天然多肽。后续用多肽与环结合的GroES/ATP取代了这个表面用亲水的（蓝色显示）将空腔扩大2倍体积，并封装释放多肽的空间从疏水性结合位点出发，追求孤立折叠监禁。下面是顶点（红色）和GroES绑定上出现的GroEL的中间（绿色）域是如图所示，取自徐等。(三). 顶端肽螺旋线H和I的结合面（箭头），以及底层段，从面向中心型腔的位置移除向上旋转60°并顺时针旋转90°（见文本和参考。三详细信息）。
ATP依赖的伴侣环已被证明是进化的普遍存在，包括研究良好的蛋白折叠伴侣蛋白，如作为细菌GroEL(三)，古细菌保温箱(4)、和真核CCT复合物（参考。5; 图。和). 伴侣环服务作为蛋白水解助剂，包括细菌ClpA(6)，氯化钾(7)、和HslU公司(8)和真核生物19S蛋白酶体帽结构（调节颗粒），也称为PA700（参考。9和10; 图。和). 在就伴侣蛋白而言，他们的整体功能已经确立：也就是说，帮助蛋白质折叠成它们的天然形式参与蛋白水解降解的环状伴侣及其作用似乎涉及特定蛋白质的识别、它们的结构和未折叠多肽链的移位相关蛋白水解酶柱（参见参考。11).
伴侣蛋白ATP酶环的功能相似性ATP依赖性蛋白酶可能是进化的一个例子汇聚。在任何情况下，都没有显著的序列相似性在这两种类型的ATP酶环之间。所有已知的ATP依赖蛋白酶属于ATP酶的Walker家族功能多样的酶集合(12). 相比之下伴侣蛋白ATP酶结构域的设计似乎是特定的对伴侣本身（参见，例如，参考文献。13). 在两个家族中ATP酶，大规模的构象变化是由结合腺嘌呤γ磷酸盐的存在与否核苷酸。因此，两个系统都是一阶近似的两态尽管在GroEL的案例中，反合作相互作用在两个环之间和GroES的不对称结合提供了至少一个对前进至关重要的附加子状态反应循环（见下文）。详细了解ATP酶循环驱动蛋白质底物的蛋白水解实现ATP依赖性蛋白酶。
ATP-依赖性蛋白酶的伴侣环似乎在准备作用，识别用于周转的蛋白质和促进其展开，蛋白水解酶柱的作用不能单独执行。事实上，在没有结合伴侣环、蛋白水解酶柱，如细菌ClpP或真核20S蛋白酶体降解小肽低效且对生理蛋白质底物无活性（例如，参见参考文献。14——16).
相反，当分析时，一些相关的伴侣组合在没有蛋白水解酶柱的情况下，保持识别生理底物，而且似乎能够分离寡聚蛋白或低阶蛋白聚集体（参考文献17–19；另见参考文献。20). 例如，在ClpX介导的重组MuA转座酶四聚体的分离DNA（参考文献。19和21; 图。)，同源的ClpP蛋白酶显然是通过转座酶复合物阻止MuA作用无法在此设置中与ClpX关联。因此蛋白酶结合环两种作用的关系有助于降解和低聚物分解的组件取决于环是否与同源词关联蛋白水解酶圆筒。
值得注意的是，细胞中的其他环状蛋白水解组件具有在一个多肽中共价连接ATP酶和蛋白酶功能，如FtsH细菌膜金属蛋白酶或线粒体内相关的AAA-ATP酶膜，Yta10–12和Yme1（参考。22——26; 图。). 两者的结合一种多肽的功能并不局限于膜蛋白酶；可溶性细菌蛋白酶Lon及其线粒体同系物PIM1的设计类似(25). 行动原则这些蛋白酶可能与由不同的伴侣蛋白环和蛋白水解酶环，但我们的讨论范围有限在后一种情况下，伴侣部分是可以接受的使用蛋白水解成分。
架构-功能注意事项伴侣蛋白和蛋白酶相关的伴侣环后者通常被称为调控复合体，呈放射状≈110–140的对称（或伪对称）组件Å 直径，外壳轴向空腔（参考文献。6和27; 图。). 伴侣蛋白是由两个背对背的环组成，其轴向空腔在COOH集体确定的每个环的赤道“基地”周围亚单位的末端，突入中央空间(28). （COOH端子在晶体学上是不可解析的由于GGM重复序列的紊乱末端在冷冻电镜下可见为肿块。）因此，伴侣蛋白包含两个非连续腔，45–65Å 直径，每端一个圆柱形结构。这些空洞是由周围的根尖形成的域，连接在铰链上到小型中间域，铰接在转向赤道底部（图。). 中央空腔通过电子显微镜（EM）和功能研究确定为非天然多肽的结合位点，至少在这种情况下细菌伴侣蛋白GroEL通过疏水侧发生暴露在空腔壁上的链条（参见参考。29). 这些侧链明显结合暴露的疏水表面非天然蛋白质。
当ATP和胭脂虫素GroES与多肽环结合；顶端束缚环的畴经历了60°的大构象运动向上旋转和90°顺时针扭转运动疏水性结合位点远离空腔，释放结合蛋白质进入一个被隔离的空间，这个空间被体积增大2倍（参考文献。三和30; 图。). 墙壁腔体具有亲水性，有利于埋葬折叠底物蛋白中的疏水残基及其暴露亲水残留物，促进折叠到自然状态。
蛋白酶相关的伴侣环也显示轴向空洞，但在与随行人员相比，这些人很可能是活性状态，识别基板的连续通道蛋白质可以转移到相关的蛋白水解圆筒(11). 这种通道的直径有些不确定，目前缺乏晶体分辨率，但最近低温EM研究将细菌ClpA的腔近似为70–80Å 在最宽的点，缩小到10到20-Å 位于结束与ClpP的接口(6). 就其自身而言，ClpP在独立的晶体结构，在其≈10的终端端Å （参考。31; 图。). 这会打开一个洞大于50的Å 高度和直径。就晶体结构而言酵母20S蛋白酶体(32)，没有可检测到的轴向开口与NH一起进入试验箱2终点α-亚基阻碍通道（图。). 这意味着一个门控操作19S“cap”复合物依赖ATP与蛋白水解酶圆筒。事实上，就蛋白酶体而言19S中六种ATP酶之一的ATP结合位点替换复合物（Rpt2）强烈抑制肽酶活性这表明即使肽也不能穿过不涉及ATP定向选通机制的通道(33). 这个蛋白水解通道的小尺寸和明显门控圆柱状物似乎排除了大部分细胞蛋白蛋白水解酶圆筒的内腔。同时，要求规定蛋白质在移位之前必须展开进入蛋白水解酶圆筒。事实上，仅ClpA已被证明充当可折叠的体外，全局展开单体底物蛋白(79). 通过渠道的转移可能构成了这些蛋白质水解的第一步ATP依赖性蛋白酶。
在细菌和真核生物伴侣组分的情况下，与蛋白水解酶圆筒同轴的环由以下部分组成六个ATP酶亚基(6,33,34). 考虑到同源蛋白水解酶柱是7元双环或四环（例如，参见参考文献。31,32,36)，除了六倍对称HslV公司(35)，存在明显的对称失配。这样的6-on-7接口，伴侣亚基不能与蛋白水解酶亚单位的方式与GroEL亚单位相同与GroES cochaperonin伴侣的亚单位精确匹配(三).目前尚不清楚这种不寻常的进化行为是如何保存下来的可以转化为功能性角色。它的设计是为了削弱这两个组成部分之间的联系？这似乎不太可能，因为大多数伴侣蛋白/蛋白酶复合物看起来都很稳定因为存在ATP。对称失配可能会导致旋转各个环的表面在每个环上滑动或棘轮其他(6). 也许这是一种底物蛋白沿轴向通道的移位多肽链通过一个狭窄的开口“缠绕”到通过旋转或棘轮运动（参见，例如。，裁判。36). 该模型不能适用于所有依赖ATP的蛋白酶，然而。如上所述，ATP酶和蛋白水解酶域是包含在Lon和膜结合的单一多肽中金属蛋白酶，这些结构域的连接将阻止相对旋转。有趣的是，在真核生物的EM图像中蛋白酶体，两种不对称的19S复合物在2倍体中被观察到相互之间的旋转方向，可能要求耦合旋转以满足棘轮模型（例如，参考文献10；参见图。)
在蛋白酶体帽状结构的情况下，不仅存在八个亚单位“碱基”包含六个ATP酶亚单位≈400-kDa“盖”结构，包含酵母中的八个亚基，通过EM图像中看起来像“铰链”的东西连接到底座（参考。37; 图。). 当盖子从酵母蛋白酶体中移开时消除支持与碱基连接的蛋白质的突变泛素化蛋白质不再被降解。因此lid似乎是识别泛素所必需的共轭。相比之下，只剩下基础结构附着在20S蛋白酶体环上的非二肽化蛋白，酪蛋白仍然可以有效降解(37). 这些观察结果似乎支持一种识别模型，其中盖子结构结合泛素化蛋白质的泛素部分，而碱同时或随后结合相邻基板部分。
应该指出，蛋白质的泛素结合就其本身而言与它的展开无关，尽管在在许多情况下，泛素结合可能被a的去折叠激活蛋白质，暴露可识别的序列或非天然结构泛素结合系统（参见，例如，参考文献。38). 在其他案例中，介绍了泛素共轭天然底物结构蛋白酶体调节颗粒，必须以某种方式展开它，或者可能被困在一个自发的展开状态中。机制目前尚不清楚这种情况的发展。泛素本身是否参与展开的过程？如果泛素和底物在多个指向盖子和底座，然后ATP介导的构象变化可以对附着的底物蛋白施加剪切力会打开它。看起来盖子结构会最低限度，允许泛素化蛋白在基础装置，在动力学上有利于与它和随后ATP依赖性去折叠和易位到蛋白水解酶圆筒。
蛋白酶体使用标签将底物固定在当它暴露在展开的机器面前时，它是一个机械的地方与随行人员或其他人使用的任何东西截然不同的特征经典分子伴侣。如果蛋白酶体底物经历失败的展开试验，它不太可能分离，因为它会大概仍然通过泛素标签与蛋白酶体相连。这种安排可能解释了一个显著的观察结果，即蛋白酶体几乎可以降解任何可溶性蛋白质泛素化的。然而，折叠状态的稳定性泛素化蛋白可以明显防止去折叠和降解，用二氢叶酸还原酶的实验表明通过N-末端规则途径招募到蛋白酶体的变体。什么时候？通过以下方法稳定二氢叶酸还原酶的折叠状态结合其配体甲氨蝶呤，它不再受退化，退化(39).
与假定能识别泛素的盖子位于顶部的方式相同蛋白酶体帽中的ATP酶碱基，可能具有类似结构域在某些情况下，细菌系统中似乎存在功能。对于例如，ClpA环的亚基包含第二个主结构域通过铰链连接到底座（参考。6和7; 图。). 一秒钟ATP酶基序存在于这个域中，这可能与NH2-ClpA的终端部分，因为COOH-末端部分与ClpX同源，也与氯丙烯(40). 这些域如何参与绑定、展开和易位需要结构研究——EM和晶体分析和功能分析。
底物蛋白质识别
因为泛素显然是真核蛋白酶体及其底物蛋白的特异性识别主要是在泛素水平上进行的共轭体系。一组引人注目的E3泛素蛋白连接酶参与这一过程的人数似乎很多这些看门人对分子识别的研究正在深入进行（有关审查，请参阅参考文献。38和41; 参见图。). 涉及的亚单位在识别泛素化蛋白方面还有待确定。特异性蛋白酶体调节颗粒的亚单位S5a/Rpn10结合多泛素链体外(42). 这已经是用来自许多物种的亚单位观察到，包括人类，黑腹果蝇,酵母菌属酿酒、和拟南芥然而，研究体内在里面酿酒酵母，最近在植物，表明S5a/Rpn10中的泛素链结合位点与泛素化的降解无关蛋白质（参见例如参考文献。43和44; R.Vierstra，个人通信）。
在细菌伴侣/蛋白酶对的情况下，至少有一个蛋白质水解的命名方法涉及标记机制让人联想到泛素化，尽管它是共译的(45,46).ssrA基因编码的肽用于标记降解不完整的新生多肽链在核糖体，因为编码信息过早转录终止或核酸裂解（参考。46; 图。).该RNA是一种显著的362碱基杂交RNA，其5′端类似于tRNA-ala，其3′端编码10残基肽（ANDENYALAA）后面是赭色的终止符。R.T.Sauer的工作模型和同事(46)表明丙氨酸增强的ssrA RNA进入停滞不前的新生链核糖体复合体的未占用P位点到达截断消息的3′端，添加了丙氨酸（未编码）到新生链。核糖体随后转换为编码10-残基加合物的ssrA RNA的翻译作为不完全新生链的延伸而添加。这个COOH-末端氨基酸序列包含用于识别的元素和通过ClpAP或ClpXP进行蛋白水解降解(47). 特别是，当将ssrA肽在编码序列水平添加到λ阻遏物（氨基酸1-93），导致融合的快速转换蛋白质体内相反，这种融合蛋白没有在ClpP缺失突变体或ClpA-ClpX双链中快速降解时间更长缺失突变体。
有趣的是，ClpAP复合体识别的另一个信号住在另一个，NH2-端子，结束遵循N端规则的一组潜在的测试蛋白质细菌降解(48). 精氨酸、赖氨酸、，亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸或色氨酸变短暴露其中一种残留物的测试蛋白质的半衰期（<2分钟）在NH2终点站。这短暂的半衰期与暴露其他残留物的蛋白质相比，测量时间>10小时含有不稳定残基的蛋白质，导致ClpA缺失半衰期改变为蛋白质的半衰期残留物。到目前为止，这种观察还没有扩展到生理基质。识别事件尚未重新组合的体外用纯化的ClpA，可能涉及其他因素。关于如何ClpA专门识别NH2-终端研究了测试蛋白中的残留物。
用ClpX（和可能还有ClpA）似乎通过COOH末端介导伴侣蛋白中的结构域，位于ATP酶结构域的远端，包含串联图案(49). 这两个图案被认为类似PDZ结构域，是模块化的100-剩余结构，可以识别具有特征性一级序列的COOH末端四肽，X-Thr/Ser-X-Val-COO公司−(50——52). 相似性然而，仍有待结构研究确定。然而，当ClpX的一个或两个基序被表达时独立地，他们能够有效地结合Arc-MuA融合带有MuA（LEQNRRKKAI）的COOH末端10-残基序列，这是通过以下方法识别和分解四聚体MuA所必需的氯离子交换(21). 同样，这些孤立的图案识别出Arc-ssrA融合。PDZ结构域识别的COOH末端四肽序列为非结构化，直到它们被绑定，然后它们被合并作为PDZ域中板材边缘的附加β链。这里始终是Arc-MuA中MuA的COOH末端区域一维核磁共振研究表明，融合是非结构化的而NH2-终端电弧区域表现为原生结构。总之，ssrA和MuA COOH终端识别细菌的系统与泛素有某种程度的相似性系统，信号本身不会导致底物蛋白的分解/去折叠直到信号将蛋白质引入帽状结构。贝克和同事提出ClpX的串联基底识别域可能通过形成两个接触点来拆卸低聚物基底分离四聚体的亚基；后续ATP指导ClpX的构象变化可能会撬开亚单位(49).
ClpA和ClpX的其他靶点的识别机制较少清除。然而，令人惊讶的是，质粒P1启动子的二聚体蛋白质RepA可以与未组装的ClpA亚基单体或二聚体（在无核苷酸的条件下；ClpA的组装转化为六聚体需要腺嘌呤核苷酸）。然而，这些复合物，是不稳定的(53). 相反，与ClpA六聚体形成的配合物ATPγS中的23°C是稳定的和“承诺的”，因此它们只能在暴露于ATP后释放RepA，并将其作为DNA结合活性单体。
在伴侣蛋白的情况下，很明显特定的一级序列在非天然底物中，蛋白质与识别无关，但，相反，具有外露疏水表面的结构，例如可以结合在伴侣蛋白中央腔中的坍塌状态，被识别（参见参考。29). 结合似乎可能是多价的；也就是说，它涉及多肽和围绕顶端区域。存在一些不确定性多肽结合作用是否与部分动力学捕获底物蛋白的去折叠。而小蛋白质，barnase，可以被GroEL暂时全局展开(54),其他需要完整的天然底物蛋白质用于折叠的GroEL/GroES/ATP系统不受全球与结合有关的展开，由氘决定交换实验（参考文献。55和56和S.Walter，个人通信）。更一般地说，GroEL可能倾向于绑定折叠较少的状态，因此，可能会在非本地朝向折叠较少的物种(57).
ATP对伴侣蛋白和环状伴侣的作用参与蛋白质水解，是将成分电镀成活性的与它们各自的儿茶酚胺和蛋白水解酶的关联并开始折叠或退化。ATP结合和水解的具体作用是对伴侣蛋白有了更好的了解，但开始对其进行解剖蛋白水解复合物。对于这两种机器似乎ATP结合足以驱动活性物质的形成复合物。例如，在GroEL的情况下，ATP绑定到环在所有七个站点协同发生(58,59)并实现快速和GroES与同一环的高亲和力结合(60). 这个协会伴随着上述巨大的构象变化，与释放、可能的瞬时展开有关(80),以及被包裹的结合多肽的随后折叠环的空腔(三,30,61). 同时，ATP与GroEL环对ATP在对开环(62)，以及，因为需要ATP占用有效的GroES绑定，这建立了伴侣蛋白系统，这样一次只有一个环是折叠活性的（参考文献。30和63; 参见图。).
GroEL-GroES反应循环-环在中交替折叠活性顺式三元配合物的形成。折叠被触发当ATP和GroES绑定到同一个(顺式)环组件多肽，将其释放到包被、放大和现在是亲水腔。这个非常稳定的复合体是寿命最长的非天然存在下伴侣蛋白系统的状态多肽(63)，它被削弱并准备通过顺式环水解，允许ATP和非天然物进入多肽进入反式环(30). 这些反过来又加速了顺式配体的分离，包括多肽。GroES绑定到ATP/多肽连接的反式环，完成这个环上新的顺式复合物。因此，GroEL环交替回来第四个为折叠活动（请参阅文本了解更多详细信息）。
在蛋白酶体的情况下，ATP结合驱动稳定催化气缸两端盖结构的关联，a似乎是合作的步骤(6,64). 在ClpA的情况下伴侣，ATP或不可水解类似物的存在，如ATPγS是稳定组装六聚体环和它与ClpP的关联(65). 然而在这里，与伴侣蛋白系统，仅ATP结合可能不足以启动蛋白质水解。例如，在存在ATPγS的情况下，ClpA基质RepA与ClpA六聚体保持稳定结合(53). 仅在上随后添加的ATP被释放为单体。一致地，RepA在ATPγS、ClpA和ClpP存在下不降解。这些观察结果表明，可能需要ATP水解与RepA蛋白水解相关的两种作用：RepA的分离亚基相互作用和展开/移位。然而，ATPγS仍有可能无法产生相同的作为ATP的结合和由此产生的变构效应的立体化学。例如，GroEL系统就是这样，其中AMP-PNP被发现既不能促进联合折叠顺式复合物的形成也不能有效地释放顺式顺式ADP三元配合物中与反式环结合的配体(30). 相反，这两项行动都是由在没有水解的情况下，ATP结合（见图。). 这个揭示了ATP及其类似物之间的立体化学差异通过对GroEL的研究，发现其催化突变并不影响其对ATP的亲和力，但营业额降低至野生型的≈2%。此外，实时基底荧光测量存在ATP/GroES的野生型GroEL表现为立即发病荧光变化反映出顺式ATP之前折叠井的变化发生水解(30). 然而，有了蛋白水解助剂，似乎更有可能需要水解，因为伴侣圈似乎有必要展开将蛋白质底物转移到蛋白水解圆柱体中。进一步的研究，如单一ATP转换实验，将应对此类行动所必需的。
ATP对ClpA环施加构象变化的性质结合和水解尚不清楚。相应地，它是尚不清楚ATP介导的ClpA构象变化是否影响例如，通过直接打开其孔口，或间接地，通过变构影响其活性位点（参见参考文献。66供讨论）。在蛋白酶体帽的情况下，“摆动”或19S盖相对于20S芯的摇摆运动报告，尽管这是否与ATP绑定和营业额有关尚未解决(10). 因此，对于这些组件ATP转换转化为基底仍有待观察。值得注意的是，ATP营业额的增长环，无论是蛋白水解酶柱还是底物多肽是相关联的。
ATP驱动的易位似乎有两种通用模型在伴侣环和蛋白酶之间可能发生。其中一个涉及伴侣环底物依赖ATP的去折叠延伸的多肽链穿过狭窄的进入蛋白水解酶圆柱体的通道，该圆柱体自身与通过与基板接触“拉动”基板，使其在更大程度上退化或不太注重过程的方式。这种易位类似于ER和穿过Sec和Tom/Tim膜的线粒体前体蛋白处于扩展状态的络合物。在这些环境中，Hsp70伴侣ATP消耗到“棘轮”或“电机”的功能从内部穿过膜的链条。这里，ATP消耗“在”进入蛋白水解酶圆筒的通道后面，这表明可能涉及“推动”行动。这个更接近类似于通过细菌膜输出的系统，其中SecA伴侣利用ATP（结合）驱动两者的一部分自身和多肽底物通过转座子(67). 在蛋白水解酶柱的例子，或者，可能是肽键在内侧的切割可以与正向结合运动。第二个模型调用ATP定向的构象变化将伴侣环中底物的展开与构成打开“活板门”的构象开关允许整个底物或域大小的部分，放入蛋白水解酶圆筒中多点蛋白水解过程。这可能涉及伴侣环底部的轴向出口和蛋白水解酶圆筒的入口。虽然看起来很清楚，因为例如，20S蛋白酶体必须被门控，但门控还没有在开放状态下观察到，因此开口的大小未知。
还不清楚核苷酸结合和转换是否在蛋白水解伴侣环是协同的还是同步的以某种顺序发生，可能与旋转有关运动。在伴侣蛋白的情况下，使用协同ATP结合在一个环内，使其作为一个均匀的7倍对称绑定7倍对称GroES cochaperone的单元。ATP水解用于折叠活动环中，以削弱使用环（参考。30; 参见图。). 这种弱化“质数”是变构离解的环由ATP和开放的非天然多肽结合触发反（反）环（参考。30和63; 参见图。). 同时它启动顺式环，顺式水解发出变构信号到从构象上调整其顶端结构域的转换环不能接受配体到现在完全开放的配体的取向可用于装订（参考。63; 参见图。). 因此，ATP水解变构启动GroEL机器切换环，发出信号一个环中折叠反应的结束和新反应的制备在相反的环上。
在GroEL的情况下，蛋白水解伴侣似乎也存在在循环的任何点都不需要生成对称的同时在组件两端带有环的复合体(63,65,68). 例如，第二个GroES不必绑定到释放折叠活性复合物中存在的物质(30,69,70).最近的动力学研究表明，事实上，GroES不能与可用ATP结合的反式环，直到在顺式ADP伴侣蛋白复合物，导致顺式GroES公司(63). 因此，最多只能有一个GroES到达，而另一个到达离开。相比之下，稳定的2:1伴侣保护组合复合物可以从细胞中分离出来并容易形成在里面体外; 然而，这些组件似乎不再起催化作用活性比1:1络合物(65,68)提出了以下问题：2:1络合物的一侧可以被基底占据，并且在任何时候都具有蛋白质水解活性，无论是否存在交替以及一侧的占用如何阻止产品肽的底物、蛋白水解活性或离开从另一边。
基板承诺在RepA二聚体的情况下，与ClpA的单轮结合随后ATP介导的释放足以产生DNA结合活性RepA单体(53). 这可以通过以下两种方式得到证明提供过多酪蛋白底物竞争对手会阻碍RepA的再结合或通过稀释形成的RepA-ClpA二元络合物在添加ATP之前添加ATPγS，这样就不利于重新结合。这些研究表明二聚RepA底物对在一轮与监护人。关于底物蛋白质的这种承诺行为与似乎会喷出的伴侣蛋白有很大不同在顺式室中折叠一段时间后的底物蛋白，无论基质是否达到天然状态（参见参考。29; 图。). 对于许多底物蛋白质，这导致chaperonin多次释放和重新绑定的要求为了让分子群达到自然状态。这样的非天然形式的释放允许发生动力学分割，从那里，非本土形式不仅可以被伴侣所反弹，而且可以被其他伴侣甚至蛋白酶识别(70——73). 这个防止伴侣系统因错误折叠或不能达到天然状态的缺陷蛋白质。这个对伴侣有吸引力的行为对蛋白水解系统-一般来说，部分降解蛋白质的释放几乎没有功能价值。
另一方面，有人建议，一些基底可能是只有部分被蛋白酶体处理：例如转录因子NF-κB(74). 已经证明NFκB前体的COOH末端细胞质锚定域蛋白质p105使NH2-终端域到进入细胞核激活转录。这是如何实现的一个模型发生包括优先展开和移位COOH末端结构域进入蛋白水解酶柱蛋白酶体在全日空航空公司2-末端转录激活域进入气缸。抵抗全日空航空公司2-展开的终端域可能是其基础抗退化，但也有可能从多肽中去除泛素标签可以提供一种方法逃逸，如下所述。替代部分处理，然而，这是一个内肽酶初始裂解的模型将两个结构域分开，然后由蛋白酶体介导COOH末端片段的降解(75).
尽管蛋白水解系统通常表现为第一，它似乎进化出了一种故障保护机制或“编辑器”防止不适当的承诺可能发生翻身活性底物蛋白。PA700异肽酶哺乳动物19S帽的成分，能够去除泛素来自多泛素化蛋白质的单体拯救那些只含有短泛素链的蛋白质（参考。76; 另见参考。77). 对空头降级的偏见链会使蛋白酶体优先降解与E3酶有效相互作用产生的蛋白质长链的形成过程。鉴于多泛素链被蛋白酶体从远端分解(76),携带长链底物的底物移位到蛋白水解酶柱中多泛素链可能在动力学上优于链拆卸。另一方面，那些只含有短泛素的蛋白质链可以被解除，从而免受蛋白酶体的影响人事变更率。
到目前为止，异肽酶对泛素的再循环也至关重要因为泛素本身不会被蛋白酶体降解。所以，对于这两者流产和“生产性”基质，可能是强制性的，但大概是晚了，泛素去除的步骤。的确，泛素为了使整个基板多肽通过通道进入蛋白水解酶柱因为泛素的折叠状态非常稳定（例如，参考文献。78)因此，它很可能成为易位的障碍。在此外，泛素链可能对因为它锚定在泛素受体调节颗粒。这些考虑表明，最后一个关键蛋白酶体反应周期中的步骤发生在调节颗粒，并包含在泛素链从基底。这一步骤可能对所有基板都有效“典型的”和“非底物”很少有泛素基团，经PA700编辑后释放异肽酶。
进一步理解机械学的展望在短期内，我们可以展望晶体学观点蛋白水解伴侣环的状态，这将允许关于ATP介导的去折叠和移位的推论，以及进一步机械研究。对于伴侣蛋白和蛋白水解酶环然而，系统必须最终关注底物多肽。这在两种情况下都是一个挑战因为基板占据，或者在蛋白水解机器，一种非天然构象，不会表现出机器本身的结构顺序和对称性。的确，底物似乎很可能占据一系列构象，如与分子间状态的均匀性相比机器。了解这个系统需要面对一些伴侣系统目前面临的同样问题粘合和折叠过程中基板的位置和构象，这两者都很难在高分辨率下进行检查。光谱方法似乎可以产生最明确的结果答案，但将达到其极限问题。
