Proteasom

Z powodu błędów w transkrypcji, splicingu RNA i translacji, niektóre białka nigdy nie fałdują się prawidłowo i muszą zostać zdegradowane.

U eukariontów główną ścieżką selektywnej degradacji białek jest szlak ubikwityna-proteasom.

Ligaza ubikwityny może odróżniać normalne białko od białka docelowego, rozpoznając pewne sygnały degradacji na ich powierzchni.

Następnie katalizuje transfer kilku cząsteczek ubikwityny do określonego aminokwasu na białkach docelowych, aby oznaczyć je do degradacji.

Te poliubikwitynowane białka są degradowane przez zależny od ATP kompleks proteazy zwany proteasomem.

Każdy proteasom składa się z centralnego, pustego cylindra lub rdzenia oraz dużych kompleksów białkowych w kształcie pierścienia zwanych czapeczkami na jednym lub obu końcach rdzenia.

Rdzeń składa się z wielu podjednostek białkowych, które łączą się w stos pierścieni. Proteolityczne miejsca aktywne jądra leżą w jego pustej komorze wewnętrznej.

Czapeczki na końcu rdzenia proteasomu działają jak strażnicy i pozwalają tylko białkom oznaczonym przez ubikwitynę wejść do rdzenia.

Czapka zawiera deubikwitynazę, która oddziela ubikwitynę od białka substratu, dzięki czemu uwolniona ubikwityna może zostać poddana recyklingowi.

Kap następnie wykorzystuje energię z hydrolizy ATP do rozłożenia docelowego białka i zaczyna podawać białko do rdzenia.

Wraz z kolejnymi rundami hydrolizy ATP niesfałdowane białko dociera do rdzenia proteasomu, gdzie jest trawione przez proteazy wyściełające komorę wewnętrzną.

Proteasom przekształca całe białko w krótkie łańcuchy peptydowe, które są następnie uwalniane do cytozolu.

Peptydy te są następnie dalej degradowane przez cytozolowe peptydazy do aminokwasów składowych, które ostatecznie mogą być ponownie wykorzystane przez komórkę.