[HOME PAGE] [STORES] [CLASSICISTRANIERI.COM] [FOTO] [YOUTUBE CHANNEL]

Proteasoma - Viquipèdia

Proteasoma

De Viquipèdia

Dibuix representatiu d'un proteosoma. Els llocs actius es troben dintre del tub blau. Els extrems vermells regulen l'entrada de la proteïna al tub, on serà degradada.
Dibuix representatiu d'un proteosoma. Els llocs actius es troben dintre del tub blau. Els extrems vermells regulen l'entrada de la proteïna al tub, on serà degradada.

El proteasoma o proteosoma és un complex proteic gran present en totes les cèl·lules eucariotes i arqueobacteris, així com en alguns bacteris. En eucariotes, es troben al nucli i al citoplasma.[1] La principal funció del proteasoma és la degradació de proteïnes danyades o innecessàries per proteòlisi, una reacció química que trenca els enllaços peptídics. Els enzims que porten a terme aquestes reaccions s'anomenen proteases. Els proteasomes són el principal mecanisme pel qual les cèl·lules regulen la concentració de determinades proteïnes i degraden proteïnes que han perdut la seva estructura. El procés de degradació produeix pèptids d'entre set i vuit aminoàcids de llargària, que poden ser degradats posteriorment a aminoàcids i utilitzats per sintetitzar noves proteïnes.[2] Les proteïnes estan marcades amb una petita proteïna anomenada ubiquitina en un procés catalitzat per lligases d'ubiquitina. Un cop la proteïna ha estat marcada amb una molècula d'ubiquitina, altres lligases uneixen molècules addicionals d'ubiquitina. Els resultat és una cadena poliubiquitina unida al proteosoma, permetent-li la degradació de la proteïna.[2]

Pel que fa a la seva estructura, el proteasoma té forma de barril i conté un "nucli" format per quatre anells al voltant d'un porus central. Cada anell està composat per set proteïnes individuals. Els dos anells interns estan constituïts per set subunitats β que contenen els llocs actius amb activitat proteasa. Aquests llocs estan localitzacions en la superfície interna dels anells, de forma que la proteïna diana ha d'entar al porus central abans de ser degradada. Els dos anells externs contenen cadascun set subunitats α la funció de les quals és mantenir una "porta" a través de la qual les proteïnes puguin entrar dins el barril. Aquestes subunitats α estan controlades per la unió a partícules reguladores que reconeixen les cadenes poliubiquitina unides al substrat de la proteïna i inicien el procés de degradació. Aquest procés global d'ubiquitinització i degradació proteasòmica és conegut com sistema ubiquitina-proteasoma.

La via de degradació proteasòmica és essencial per molts processos cel·lulars, incloent el cicle cel·lular, la regulació de l'expressió gènica i respostes a l'estrès oxidatiu. La importància de la degradació proteolítica a l'interior de les cèl·lules i el paper de l'ubiquitina en les vies proteolítiques descobert per Aaron Ciechanover, Avram Hershko i Irwin Rose fou premiat amb el Premi Nobel de Química del 2004.[3]

[edita] Descobriment

Abans del descobriment del sistema ubiquitina-proteasoma, es pensava que la degradació de proteïnes es portava a terme principalment en els lisosomes, orgànuls l'interior del qual és àcid, que estan replets de proteases que poden degradar i reciclar proteïnes exògenes i altres orgànuls danyats.[2] No obstant això, un treball sobre la degradació d'una proteïna depenent d'ATP en reticulòcits, que no tenen lisosomes, insinuava que existia un segon sistema intracel·lular de degradació. En 1978 es va demostrar que aquest sistema contava amb diverses cadenes distintes de proteïnes, un fet totalment nou quant a proteases en aquell temps.[4] Posteriors treballs en la modificació d'histones, van portar a la sorpresiva identificació d'una modificació covalent de la proteïna histona per un enllaç ramificat entre un residu de lisina histònic i l'extrem N-terminal glicina, residu de la proteïna ubiquitina, que no tenia funció coneguda.[5] En aquest moment es va descobrir que la proteïna ja identificada com factor proteic dependent d'ATP 1 (FPA 1), involucrada en la degradació proteica, era l'ubiquitina.[6]

La major part del treball que va dur al descobriment del sistema ubiquitina-proteasoma va ocórrer al final dels anys 70 i principis dels 80, a l'Institut Tecnològic Israel, al laboratori d'Avram Hershko, on Aaron Ciechanover treballava com estudiant graduat. Hershko va passar un any sabàtic al laboratori d'Irwin Rose, al Fox Chase Cancer Center de Filadèlfia, Estats Units, concebent les idees principals de la teoria. El rol de Rose en el descobriment també va ser decisiu.[7] Els tres científics van compartir el Premi Nobel de Química del 2004 pel descobriment del sistema.[3]

Encara que la microscòpia electrònica revelava els anells apilats del proteasoma a mitjans dels '80,[8] la primera estructura del nucli proteasòmic no va ser resolt fins el 1994 per mitjà de la cristal·lografia de raigs X.[9] Fins el 2006 cap estructura ha estat resolta quant a la unió del nucli i les zones reguladores.

[edita] Referències

  1. ↑ Peters JM, Franke WW, Kleinschmidt JA. (1994) Distinct 19S and 20S subcomplexes of the 26S proteasome and their distribution in the nucleus and the cytoplasm. J Biol Chem, March 11;269(10):7709–18. PMID 8125997
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Lodish, H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J. (2004). Molecular Cell Biology, 5th ed., ch.3, pp 66–72. New York: WH Freeman. ISBN 0716743663
  3. ↑ 3,0 3,1 Nobel Prize Committee (2004). Nobel Prize Awardees in Chemistry, 2004. Data d'accés: 2006-12-11.
  4. ↑ Ciehanover A, Hod Y, Hershko A. (1978). A heat-stable polypeptide component of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes. Biochem Biophys Res Commun. 81(4):1100–1105. PMID 666810
  5. ↑ Goldknopf IL, Busch H. (1977). Isopeptide linkage between nonhistone and histone 2A polypeptides of chromosomal conjugate-protein A24. Proc Natl Acad Sci USA 74(3):864-8. PMID 265581
  6. ↑ Ciechanover A. (2000). Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Aaron Ciechanover. Cell Death Differ Sep;12(9):1167–77. PMID 16094393
  7. ↑ Hershko A. (2005). Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Avram Hershko. Cell Death Differ 12, 1158–1161. PMID 16094391
  8. ↑ Kopp F, Steiner R, Dahlmann B, Kuehn L, Reinauer H. (1986). Size and shape of the multicatalytic proteinase from rat skeletal muscle. Biochim Biophys Acta 872(3):253-60. PMID 3524688
  9. ↑ Löwe J, Stock D, Jap B, Zwickl P, Baumeister W, Huber R. (1995). Crystal structure of the 20S proteasome from the archaeon T. acidophilum at 3.4 Å resolution. Science 268, 533–539. PMID 7725097