Proteoliza

Această intrare sau secțiune despre subiectul biochimiei nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Proteoliza ( proteoliză pronunțată) este procesul de degradare a proteinelor de către organism. Proteoliza are loc în general prin hidroliza legăturii peptidice de către enzime numite proteaze . Proteinele, ca toate componentele celulare, au o anumită cifră de afaceri . Durata medie de viață a proteinelor poate varia de la câteva minute la câteva zile. Procesele de proteoliză apar adesea atunci când plierea proteinelor nu are loc corect sau când proteina nu mai este necesară (degradare fiziologică). Proteoliza lizozomală joacă un rol fundamental în celulă și reprezintă cea mai mare parte a proteinelor degradate. În general, nu este foarte specific; cu toate acestea, există și alte procese proteolitice, caracterizate printr-o selectivitate mai mare:

1. Proteoliză dependentă de ATP și ubiquitină.
2. proteoliză dependentă de calciu.
3. proteoliza apoptozei (Via Caspase).

ATP - proteoliză dependentă de ubiquitină

Studiind durata medie de viață a proteinelor reticulocite , s-a văzut că acestea au o anumită viață medie chiar dacă reticulocitele sunt lipsite de lizozomi. Prin urmare, trebuie să existe un sistem complex care să conducă la degradarea proteinelor prin consumul de ATP , în mod clar independent de lizozomi, deoarece reticulocitele sunt lipsite de aceste organite subcelulare. S-a constatat că această degradare necesită participarea unei proteine ​​mici, formată din 76 de aminoacizi, cu o greutate moleculară de 8500 Da . Această mică proteină este prezentă practic în toate organismele, prin urmare, tocmai pentru că este omniprezentă, a fost numită ubiquitină. Este foarte bine conservat în toate organismele, chiar foarte îndepărtat la scară evolutivă. De exemplu, ubiquitina umană diferă doar de 3 aminoacizi de ubiquitina de drojdie.

Proteina care trebuie eliminată este marcată mai întâi de legătura covalentă cu ubiquitina și ulterior devine substratul unui sistem intracelular complex, numit proteozom , cu o greutate moleculară de aproximativ 2.000.000 Da și format dintr-un număr mare de subunități. Proteazomul degradează proteina recunoscută în virtutea ubiquitinei legate de aceasta. Procesul de direcționare este destul de complex și se desfășoară în mai multe etape:

1. Mai întâi „activarea” ubiquitinei are loc cu consumul de ATP. În acest prim pas este implicată o enzimă 1 care se leagă de ubiquitină printr-o legătură tioester. Este carboxilul C-terminal al ubiquitinei care formează o legătură tioester cu o cisteină (Cys) a enzimei 1. ATP este divizat în AMP + pirofosfat și, prin urmare, se consumă ATP . E1 este denumită enzima activatoare a ubiquitinei.
2. O enzimă 2 este denumită enzimă de conjugare ubiquitină și a fost purificată din planta Arabidopsis thaliana și cristalizată. Are 4 lanțuri cu o structură β antiparalelă în partea centrală, iar lateral are 3 α-helice plus o α-helix centrală. Această etapă duce la transferul ubiquitinei de la Enzima1 la Enzima2.
3. O a treia enzimă , ubiquitin-proteină ligază, transferă ubiquitin de la E2 la gruparea ε-amino a unei anumite lizine pe proteina care urmează să fie degradată.

Deci, aceasta ar părea în cele din urmă cea mai importantă enzimă, deoarece marchează în mod eficient proteina „condamnată” la degradarea proteolitică. Cu toate acestea, enzima E2 este cea care efectuează primul „act” de recunoaștere a proteinei „victime”; E3 recunoaște „victima” deoarece este căsătorită cu E2. Există mai multe ubiquitine, atât pentru că lizinele proteinei care urmează să fie degradate, care primesc ubiquitină sunt mai multe, cât și pentru că, odată ce legătura unei prime ubiquitine a avut loc, legătura mai multor ubiquitine se produce între ele printr-o anumită izopeptidă de legătură.

Proteoliză dependentă de calciu

Unele proteaze biologic importante sunt activate prin creșterea nivelului de calciu intracelular. Printre acestea găsim calpain (o cisteină protează) care pare să fie responsabilă pentru tăierea specifică a trăsăturilor peptidice precise prin intermediul tăieturilor selective.

Proteoliza apoptozei ( Caspase )

Caspazele sunt enzime proteolitice endocelulare care joacă un rol important în procesul apoptotic. Enzima care a fost descrisă pentru prima dată în această categorie, caspaza-1, este enzima de conversie a interleukinei (ICE). Este o cisteină protează care participă la procesul de maturare a interleukinei -1β: există un precursor al acestei interleukine (pro-interleukina 1β), care este o citokină inactivă cu o greutate moleculară de 32 kDa. ICE / caspaza-1 catalizează clivajul hidrolitic în pro-interleukina 1β, hidrolizând o legătură peptidică între Aspartic 116 și Alanina 117, generând forma matură, biologic activă a acestei citokine. Ulterior s-a găsit o enzimă omoloagă omniprezentă. Acesta este Caspase-3, care este prezent în celule în stare inactivă, pentru a suferi o tăietură proteolitică. Prin urmare, are un mecanism de activare proteolitică, similar cu ceea ce se întâmplă pentru alte enzime proteolitice (secretate sub formă de zimogeni). Inițial această caspază-3 a fost identificată ca o expresie a genei ced-3 în Caenorhabditis elegans, care în dezvoltarea sa prezintă distrugerea planificată a 131 de celule dintr-un total de 1030. Distrugerea acestor celule este promovată de genele ced-3, ced-4 (ced = CaEnorhabditis Death). Ced-9 suprimă în schimb acțiunea ced-3 și ced-4 în celulele supraviețuitoare. La vertebrate, omologul ced-3, care codifică caspaza-3, a fost identificat, în timp ce ced-9 este legat de gena bcl-2 care a fost identificată inițial la mamifere ca proto-oncogenă. Până în prezent nu s-au identificat omologi ced-4 la vertebrate.

Există în esență două subfamilii de caspase. Subfamilia legată de ICE și subfamilia de caspază legată de CED-3. Au fost descrise cel puțin 10 caspase. În prezent, 15 sunt cele recunoscute, dar unele nu au fost încă descrise. Toate sunt produse ca o formă inactivă cu o greutate moleculară de aproximativ 45.000 Da și toate conțin secvența QACxG în situl activ, unde există un maxim de omologie. Maturarea are loc printr-o tăiere proteolitică dublă la siturile de tip --- Asp - x. Deoarece caspazele acționează asupra Asp, este propus un posibil mecanism de autoactivare a caspazelor.

Structura cuaternară a caspazelor

Unele caspase au fost cristalizate și radiografiate. Au fost descoperite că erau formate din 2 subunități de 20.000 PM și două subunități de 10.000 PM. Subunitățile mai mici sunt centrale și interacționează. Prin urmare, caspazele sunt reprezentate cu diagrama laterală. Site-ul activ (secvența QACXG) este situat în subunitatea majoră PM. Cristalografia a furnizat indicații precise despre secvența de proteine ​​identificată de caspaze. În special, pentru identificarea substraturilor fiziologice ale caspazelor este important să se cunoască secvențele de proteine ​​recunoscute de aceste enzime, în corespondență cu care caspazele realizează tăierea proteolitică. În special, o secvență de 4 aminoacizi este decisivă, numerotată convențional -4, -3, -2, -1. Adică, este identificată o secvență proteică care precede (în direcția capătului N-terminal) legătura hidrolizată. Taierea are loc după AA -1, care este invariabil un reziduu de acid aspartic (D). Dintre caspazele din subfamilia Ced-3, dar și CED 7 și CED 2 necesită următorii aminoacizi:

 N-terminal <---- D (-4) -E (-3) -X (-2) -D (-1): -------> C-terminal 

: = locul de clivare X = orice aminoacid

Alte Caspase, cum ar fi caspase-6, caspase-8 și caspase-9 necesită secvența (I / L / V) EXD.

Activarea in vivo a caspazelor

În principiu, există două mecanisme imaginabile.

1. Via Bcl-2 / Bax dependent. o serie de stimuli extracelulari (leziuni genotoxice, stres citotoxic etc.) duce la activarea caspazei-3 (sau 7), care din „proenzima latentă” devine „heterodimer activ”. Această cale de activare a apoptozei este controlată de Bcl-2 (care o inhibă) în timp ce Bax o permite.
2. Calea dependentă de receptorul TNF. Există o citokină cunoscută sub numele de "factor de necroză tumorală" (TNF), cu greutate moleculară 17 kDa (157 AA) care se leagă de receptorul prezent pe membrana plasmatică a celulelor țintă. Acest receptor transmembranar pentru TNF (există și receptorul Fas , numit Apo-1) este TNF-R, care formează un dimer, similar cu ceea ce se întâmplă pentru mulți alți receptori de citokine.

Răspunsurile biologice la TNF sunt multiple. Pe scurt, se poate spune că celulele transformate, expuse la TNF, inițiază un proiect apoptotic și, prin urmare, se auto-elimină.

Elemente conexe

• Coeficient de maturare

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « proteoliză »

linkuri externe

• ( EN ) Proteolysis , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.