47. Деградация белка: атф-зависимые протеазы прокариот и 26s-протеасома эукариот. Насчет атф-зависимые протеазы не точно!!!
Расщепление белков обеспечивают ферменты протеиназы. В клетке расщепляются отработавшие или “бракованные” белковые молекулы, но не затрагиваются нужные, функционирующие белки.
Протеасома
•Они неспецифично расщепляют белки до пептидов длинной 7-9 аминокислот.
Протеасома представляет собой комплекс полипептидных цепей-субъединиц, образующихм“бочонок с крышечкой”. Протеасому как с одной, так и с двумя “крышечками” традиционно обозначают как 26S PR (где S – коэффициент седиментации.
В протеасоме различают :– коровую часть – 20S CP , “бочонок” из 28 субъединиц, уложенных в стопку из четырех колец;
– регуляторные частицы – 19S RP, “крышечки”. Они могут замещаться другими (альтернативными) регуляторными частицами или другими мультисубъединичными белковыми комплексами.
Основная функция коровой части – это протеолиз попавших внутрьпротеасомного “бочонка” белков. Функцией регуляторных частиц являетсясвязать именно тот белок, который требует расщепления, развернуть его и“протолкнуть” в канал коровой части.
АТФ-зависимые протеазы прокариот
У прокариот и архей есть АТФ-зависимые протеазы, принципиально схожие с 26S протеосомой: состоят из двух кэпирующих субъединиц, ответственных за узнавание субстрата и обладающих АТФ-азной активностью и каталитической субъединицы – цилиндра. Их основное отличие от 26S протеосомы состоит в том, что кэпирующая субъединица узнает непосредственно субстрат – определѐнный мотив в структуре белка, говорящий о том, что он подлежит деградации. Из-за этого число потенциальных субстратов ограничено.
У бактерий E. coli хорошо изучены АТФ-зависимые протеазы ClpAP и ClpXP, HflB(FtsH), Lon.
ClpAP ClpXP. У этих протеаз АТФазная и протеазная активность принадлежат разным субъединицам, эти субъединицы способны действовать самостоятельно. ClpA и ClpX могут действовать как шапероны. Гены clpX и clpP составляют оперон, clpA расположен отдельно в моноцистронном опероне. Оба оперона имеют типичные промоторы теплового шока.
HflB(FtsH). Zn и АТФ-зависимая протеаза, участвующая в деградации цитоплазматических и мембранных белков, включая RpoH, SecY (часть аппарата секреции). Единственная АТФ-зависимая протеаза, существенная для жизни E. coli. В опероне с RpoH-зависимым промотором.
Lon. Деградирует белок N фага λ, ингибитор клеточного деления SulA, позитивный регулятор биосинтеза капсулы RcsA и др. Кроме специфических мишеней, Lon деградирует большинство аномальных белков E. coli. Белок – гомотетрамер, имеет сайты связывания с АТФ и ДНК, причем связывание с ДНК стимулирует протеазную активность. Транскрибируется с промотора теплового шока. В белке можно выделить два домена – собственно протеазный с карбоксильного конца с сериновым остатком в активном сайте.
48. Механизм распознавания аномальных белков. Система убиквитинирования белков эукариот
При помощи убиквитин-лигаз (E1, E2, E3) цепь из 4 или более молекул убиквитинов присоединяется к одному или более остатку лизина на целевом белке.
•Такой убиквитинилированный белок транспортируется к протеасоме, где цепь убиквитинов удаляется, позволяя белку развернуться (unfold) и загрузиться во внутрь протеасомы, где он деградирует с помощью трёх треониновых протеаз.
Механизм распознавания аномальных белков
Микроорганизмы имеют две системы общей деградации собственных
белков:
Одна из них активируется в условиях голодания не требует для функционирования затрат метаболической энергии.
Другая, постоянно действующая система белковой деградации, служит для гидролиза аномальных белков, которые появляются в результате мутаций или ошибок биосинтеза, а также белков, играющих важную регуляторную функцию.
Деятельность этой системы подавляется энергетическими ингибиторами (цианиды или азиды).