Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.10: Протеасома

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5185

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Деградація білка так само важлива для клітини, як і синтез білка. Наприклад, постачати амінокислоти для синтезу свіжого білка, для видалення зайвих ферментів, а також для видалення факторів транскрипції, які більше не потрібні. Є два основних внутрішньоклітинних пристрої, в яких пошкоджені або непотрібні білки розщеплюються. Це лізосоми і протеасоми

    Лізосоми

    Лізосоми мають справу в основному з позаклітинними білками, наприклад, білками плазми, які приймаються в клітину, наприклад, шляхом ендоцитозу. Вони являють собою клітинно-поверхневі мембранні білки, які використовуються в рецепторно-опосередкованому ендоцитозі. Білки (та інші макромолекули) поглинаються аутофагосомами.

    альт
    Малюнок 3.10.1: Структура лізосому. з lumoreno (через Вікіпедію)

    Протеасоми

    Протеасоми мають справу в першу чергу з ендогенними білками; тобто білками, які були синтезовані всередині клітини, такі як фактори транскрипції, цикліни (які повинні бути знищені, щоб підготуватися до наступного етапу клітинного циклу) і білки, закодовані вірусами та іншими внутрішньоклітинними патогенами. Протеасоми також звертаються до білків, які складаються неправильно через помилки перекладу, або вони кодуються несправними генами або вони були пошкоджені іншими молекулами в цитозолі. Структура протеасоми в основній частинці (CP) та регуляторній частинці (RP), як показано на малюнку 3.10.2.

    альт
    Малюнок 3.10.2: Спрощена схема протеосомного комплексу.

    Ядро частинки складається з 2 примірників кожного з 14 різних білків, які зібрані в групи по 7 утворюють кільце. 4 кільця укладаються один на одного (як 4 пончика) уздовж загального центру (рис. 3.10.3).

    альтальт
    Малюнок 3.10.3: (зліва) Мультфільм зображення протеасоми. Його активні ділянки вкриті всередині трубки (синім кольором). Кришки (червоні; в даному випадку регуляторні частинки 11S) на торцях регулюють надходження в камеру руйнування, де відбувається розпад білка. (праворуч) погляд крізь бідних. Зображення, що використовуються з дозволу Вікіпедії (CC-SA-BY.3.0; Томас Сплеттстоессер).

    Є два однакових RP, по одному на кожному кінці частинки ядра. Кожен складається з 19 різних білків (жоден з них не такий, як у CP). 6 з них - АТФАЗИ, а деякі субодиниці мають ділянки, які розпізнають білок убиквітин. Убіквітин - це невеликий білок (76 амінокислот), який зберігається протягом усіх царств життя (рис. 3.10.4) і практично ідентичний за послідовністю, будь то у бактерій, дріжджів або ссавців. Убіквітин використовується всіма цими істотами для націлювання на білки для знищення (звідси і назва, заснована на «всюдисущому» терміні).

    альт
    Малюнок 3.10.4: Мультфільм представлення білка убіквітину, що виділяє вторинну структуру. з Вікіпедії (CC-SA-BY-3.0; Rogerdodd).

    Процес

    Білки, призначені для руйнування, кон'югуються з молекулою убиквітину, яка зв'язується з кінцевою аміногрупою залишку лізину. Додаткові молекули убіквітину зв'язуються з першими, утворюючи ланцюг, і цей комплекс потім зв'язується з убіквітин-розпізнавальним сайтом (ами) на регуляторній частинці. Білок розгортається АТфазами за допомогою енергії АТФ, яка транслокується в центральну порожнину частинки ядра. Кілька активних ділянок на внутрішній поверхні двох середніх «пончиків» розривають різні специфічні пептидні зв'язки ланцюга, що виробляє набір пептидів в середньому близько 8 амінокислот завдовжки. Вони залишають частинку ядра невідомим шляхом, де вони можуть бути додатково розщеплені на окремі амінокислоти пептидазами в цитозолі. Однак у ссавців вони можуть бути включені в молекулу гістосумісності класу I, яка буде представлена імунній системі як потенційний антиген. Регуляторна частинка вивільняє ubiquitins для повторного використання

    Обробка антигену протеасомами

    У ссавців активація імунної системи призводить до викиду цитокінового інтерферону-гамма. Це призводить до того, що три субодиниці в основній частинці замінюються субодиницями; пептиди, що генеруються в цій зміненій протеасомі, підхоплюються TAP (= t транспортером, пов'язаним з обробкою антигену р) білками і транспортуються з цитозолу в ендоплазматичний ретикулум, де кожен входить в борозенку на поверхні молекули гістосумісності класу I. Потім цей комплекс рухається через апарат Гольджі і вставляється в плазматичну мембрану, де його можна «розпізнати» CD8+ Т-клітинами. Ймовірно, не випадково гени, що кодують три субодиниці основних частинок, TAP та всі молекули MHC (основний комплекс гістосумісності), згруповані разом на одній хромосомі (#6 у людини).