Proteoliza ATP – zależna i ATP – niezależna
Białka pozakomórkowe, związane z błoną oraz długo żyjące białka wewnątrzkomórkowe są degradowane w lizosomach (proces ATP – niezależny).
· szlak lizosomalny tworzą katepsyny
· nie wymaga ubikwitynacji substratu białkowego
· degradacja glikoprotein (np. krążących we krwi hormonów peptydowych) w wątrobie przy pomocy receptora asialoglikoproteinowego
1. łańcuch oligosacharydowy hormonu zostaje pozbawiony reszty kwasu sialowego z końca nieredukującego
2. receptor asialoglikoproteinowy rozpoznaje go i internalizuje do hepatocytu
3. cząsteczka zostaje zdegradowana w lizosomie
· produktem trawienia lizosomalnego są aminokwasy
Degradacja nieprawidłowych i innych krótko żyjących białek przebiega w cytozolu, mitochondriach, siateczce endoplazmatycznej, aparacie Golgiego, jądrach komórkowych, a nawet w błonach plazmatycznych (wymaga ATP oraz ubikwityny, jest to proces ATP – zależny).
· ATP jest niezbędne do przyłączenia się cząsteczki ubikwityny do białka
· białka przeznaczone do degradacji są znakowane kilkoma cząsteczkami ubikwityny
· ubikwityna jest przyłączana za pomocą wiązania nie-α-peptydowego (wiązanie izopeptydowe) między glicyną C - końca ubikwityny i ε-aminową grupą reszty lizyny w białku
· szybkość reakcji z ubikwityną zależy od N - końcowej reszty aminokwasów
· przyśpiesza: asparaginian, arginina, leucyna
· opóźnia: metionina, seryna, prolina
· białka z krótkim okresem połowicznego rozpadu mają sekwencje PEST, czyli regiony bogate w aminokwasy: prolinę (P), glutaminian (E), serynę (S), treoninę (T), które wyznaczają je do szybkiej degradacji
· największe znaczenie w pozalizosomalnej degradacji białek ma proteasom
· proteasom to kompleks wieloenzymatyczny
· stała sedymentacji proteasomu wynosi 26S
· występuje w jądrze komórkowym i cytozolu wszystkich komórek eukariotycznych
· zbudowany jest z 4 pierścieni (20S)
· dwa zewnętrzne (α) kontrolują czy tylko ubikwitynowane białka wchodzą do proteasomu
· dwa wewnętrzne (β) odpowiadają za działalność proteolityczną
· pierścienie otoczone są regionami regulatorowymi (19S) w liczbie kilkunastu
· rozpoznają one i wiążą substraty białkowe
· wykazują aktywność ATP – azową, uczestniczą w rozfałdowywaniu substratów białkowych kosztem energii uwalnianej z ATP
· regulują działanie proteasomu
· szybkość degradacji białek zależy od stanu fizjologicznego narządu
· kontrolowana degradacja białka w systemie ubikwityny powoduje zakończenie mitozy
Jacek-Paulina