Proteolysyper och funktioner

De Proteolys o Proteinnedbrytning är en process genom vilken en cellproteiner kan försämras fullständigt (även deras beståndsdelar aminosyror) eller delvis (producerar peptider). Det vill säga det består av hydrolysen av en eller flera av peptidlänkarna som håller deras aminosyror ihop.

Denna process kan inträffa tack vare deltagande av andra proteiner med enzymatisk aktivitet, vars aktiva platser hydrolysen av länkarna inträffar. Det kan också inträffa med icke -enzymatiska "metoder", till exempel genom verkan av värme eller ämnen med extremt pH (mycket sur eller mycket grundläggande).

Grundläggande proteolysschema för ett protein (källa: FDARSTE [CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Proteinnedbrytning sker i både bakterier och djur och växter, men det är särskilt vanligt hos djur, särskilt på matsmältningssystemnivån, eftersom det beror på matsmältningen och tarmabsorptionen av proteinerna som intas med kosten.

Dessutom är proteolys av yttersta vikt för funktionellt underhåll och reglering av flera cellulära processer och har också att göra med eliminering av proteiner som har översättning, vikning, förpackning, import, drift etc.

Det är viktigt att notera att det är en irreversibel, extremt effektiv process som också fungerar i "reglering av regulatorer", eftersom det inte bara eliminerar de proteiner som har "direkta" biologiska aktiviteter, utan också de som reglerar andra proteiner eller uttrycket av motsvarande gener.

[TOC]

Typer av proteolys

Interna proteiner i en cell kan slumpmässigt eller selektivt brytas eller, vad som är lika, kontrolleras eller inte. I sin tur, som tidigare nämnts, kan denna process ske genom speciella enzymer eller på grund av miljöförhållanden definierade som sura och/eller alkaliskt pH.

Kan tjäna dig: epitelbeläggningsvävnad

Det är viktigt att nämna att alla ordentligt översatta protein, vikta eller förpackade döljer en eller flera sekvenser av nedbrytningssignaler som är "kryptiska" och som kan exponeras när proteinet är strukturellt störd av temperatur, pH, pH, etc.

Ubiquitination proteolys

Ubiquitination (ubiquitin-proteosomsystem) är ett system genom vilket proteiner kan selektivt hydrolyseras efter att ha varit specifikt markerad för nedbrytning, en process som kan uppstå både i cytosol och i cellkärnan.

Detta system har förmågan att känna igen och förstöra proteiner markerade i kärnan och i cytosolen, såväl som att försämra proteiner som inte viker korrekt under dess translokation från cytosolen till endoplasmatisk retikulum.

Markeringsprocess med ubiquitinas (ubiquitination) (Källa: Rogerdodd [CC BY-SA (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/)] via Wikimedia Commons)

Det fungerar främst genom att tillsätta eller konjugera de "vita" proteinerna till ett litet protein eller peptid av 76 aminosyravfall, bättre känt som ubiquitin. De "markerade" proteinerna genom ubiquitination nedbryts i små fragment av 26S -proteosomen, ett proteas av flera underenheter.

Autofagiproteolys

Autofagi betraktas också av vissa författare som en form av proteolys, med skillnaden att detta inträffar i ett stängt membranfack som riktas mot lysosomer (i djurceller), där proteinerna innehöll inuti nedbryts av lysosomala proteaser.

Icke -enzymatisk proteolys

Temperaturen, pH och till och med koncentrationen av salter hos ett medium kan orsaka hydrolys av peptidbindningarna som håller aminosyrorna av olika typer av proteiner tillsammans, vilket inträffar genom destabilisering och avbrott av länkarna.

Funktioner

Proteolys har många funktioner i levande organismer. Särskilt har det att göra med protein ersätta.

Kan tjäna dig: Ribosomas: Egenskaper, typer, struktur, funktioner

Proteiner har ett halvt liv som varierar från några sekunder till några månader och produkterna från deras nedbrytning, oavsett om de är reglerade eller inte, medierade av enzymer eller inte, de återanvänds i allmänhet för syntes av nya proteiner, som antagligen uppfyller olika funktioner.

Detta är vad som händer med proteinerna som konsumeras med mat, som försämras i mag -tarmkanalen av proteaser, inklusive tripsin och pepsin; liksom med vissa cellproteiner när celler saknar tillräckligt med mat för att överleva.

Intracellulära proteolytiska system upptäcker och eliminerar "onormala" proteiner som är potentiellt giftiga för celler, eftersom de kan interagera med "fysiologiskt olämpliga" ligander, förutom att producera aggregat som orsakar mekaniska och fysiska hinder för normala cellulära processer.

Ackumulering av onormala proteiner i cellinredningen, antingen på grund av defekter i det inre proteolytiska systemet eller av andra skäl, är vad många forskare anser som en av de främsta orsakerna till åldrande i multicellulära levande varelser.

I immunsystemet

Den partiella proteolysen av många proteiner från exogena eller främmande källor såsom invaderande mikroorganismer, till exempel, är en grundläggande process för immunsvarssystemet, eftersom T -lymfocyter känner igen korta fragment, produkt av proteolys (peptider) som presenteras för dem i samband med i samband med i samband med i samband med att de presenteras för dem i samband med. en ytproteinuppsättning.

Dessa peptider kan komma från ubiquitinationssystemet, autofagiska processer eller inte kontrollerade proteolyshändelser.

Andra funktioner

En annan funktion av begränsad eller partiell proteolys är modifieringen av nybildade proteiner, som fungerar som en "beredning" för dess intra-extrakellulära funktioner. Detta är sant, till exempel för vissa hormoner och för proteinerna som är involverade i olika metaboliska processer.

Det kan tjäna dig: Lymphaopoyesis: Egenskaper, stadier, reglering

Den programmerade celldöden (apoptos) beror också i stor utsträckning på den "platsspecifika" proteolysen, begränsad eller partiell av intracellulära proteiner, som medieras av ett vattenfall av specifika proteaser som kallas caspases.

Extracellulära regleringssystem beror också på platsspecifik proteolys och det mest framstående exemplet är blodkoagulering.

Allmän eller fullständig proteolys uppfyller också primära funktioner för selektiv nedbrytning av de proteiner vars koncentration måste kontrolleras noggrant beroende på fysiologiska, metaboliska eller cellutvecklingstillstånd.

I växter

Växter använder också proteolytiska processer för kontroll av många av deras fysiologiska och utvecklingsaspekter. Det fungerar till exempel vid upprätthållandet av intracellulära förhållanden och i mekanismerna för svar på stressande förhållanden som torka, salthalt, temperatur, bland andra.

Såväl som hos djur, proteolys i grönsak. I dessa organismer är proteolysen genom ubiquitination en av de viktigaste.

Referenser

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, m.,... & Walter, s. (2013). Essential Cell Biology. Kransvetenskap.
2. Maurizi, m. R. (1992). Proteases och proteinnedbrytning i Escherichia coli. Experientia, 48 (2), 178-201.
3. Varshavsky, a. (2005). Reglerad proteinnedbrytning. Trender inom biokemiska vetenskaper, 30 (6), 283-286.
4. Vierstra, R. D. (nitton nittiosex). Proteolys i växter: mekanismer och funktion. I post-transkriptionell kontroll av genuttryck i växter (PP. 275-302). Springer, Dordrecht.
5. Varg, D. H., & Messen, r. (2018). Mekanismer för cellreglering-prototolys, den stora överraskningen. FEBS LETTERS, 592 (15), 2515-2524.