Back to chapter

9.9:

البروتوسوم

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
The Proteasome

Languages

Share

بسبب أخطاء في نسخ وصل آر إن أيه والترجمة،بعض البروتينات لا تنطوى بشكل صحيح و يلزم أن يتم تحللها في حقيقيات النوى،المسار الأكبر لتحليل البروتين الإنتقائي هو مسار يوبكويتين بروتيوسوم يمكن لليوبكويتين لايجاز التمييز بين بروتين عادي وبروتين المستهدف من خلال التعرف على بعض إشارات التفكك على سطحها. ثم بعدها يحفز تحول عدة جزيئات يوبكويتين لحمض أمينى محدد على البروتين المستهدف لتميزهم لغرض تفكيكهم هذه البروتينات متعددة اليوبكويتين تكون مفككة بواسطة مركب البروتيز المعتمد على أيه تى بى ويسمى بروتوسوم. يتكون كل بروتيسوم من أسطوانة جوفاء مركزية،أو لُب،و مُركبات بروتين على شكل حلقة تُسمى القبعات عند واحد أو كلا طرفي اللُب.اللب يتكون بواسطة وحدات بروتين فرعية عديدة التي تتجمع فى شكل حزمة من الحلقات. المواقع النشطةالبروتينية فى اللب تقع في حجرته الداخلية المجوفة. القبعات في نهاية لُب البروتيسوم تعمل كحماة،ويسمح فقط للبروتينات التي تميزها اليوبكويتين بالدخول الى اللب.تحتوي القبعات على إنزيم الديبيكويتيناز الذى يشق يوبكويتين من بروتين الركيزة حتى يتسنى يوبكويتين المتحرر ان يتم إعادة تدويره. الغطاء بعد ذلك يستخدم الطاقة الناتجة من التحلل المائي لل أيه تى بى لفرد البروتين المستهدف،ويبدأ إدخال البروتين في اللُب. بجولات متتالية من التحلل المائي لل إيه تى بي البروتينات الغير المطوية تصل إلى لُب البروتيوسوم حيث يتم هضمها بواسطة البروتياز التى تبطن الحجرة الداخلية.البروتياز يحول البروتين بأكمله إلى سلسلة بيبتيد قصيرة حيث بعدها تنطلق إالى السائل الخلوي. هذه البيبتيدات تتفكك أكثر من ذلك بواسطة بيبتيداز الموجود فى السائل الخلوية إالى الأحماض الأمينية المكونة لها،والتى يمكن لها في نهاية المطاف أن يعاد استخدامها بواسطة الخلية.

9.9:

البروتوسوم

يمكن للخلايا حقيقية النواة أن تحلل البروتينات من خلال عدة مسارات. أحد أهم هذه المسارات هو مسار يوبيكويتين-البروتوزوم. فهو يساعد الخلية على التخلص من البروتينات السيتوبلازمية غير المنتظمة أو التالفة أو غير المبررة بطريقة محددة للغاية.

في هذا المسار ، يتم أولاً تمييز البروتينات المستهدفة ببروتينات صغيرة تسمى يوبيكويتين. تقوم سلسلة من الإنزيمات بتكوين البروتينات المستهدفة في كل مكان – E1 (إنزيم منشط يوبيكويتين) ، و E2 (إنزيم يوبيكويتين المترافق) ، و E3 (يوبيكويتين ليغاز). يساعد تآزر كل هذه الإنزيمات الثلاثة على ربط جزيئات اليوبيكويتين بالبروتينات المستهدفة بشكل تساهمي.

يمكن للبروتيازوم ، وهو بروتياز كبير متعدد الوحدات الفرعية ، التمييز بين البروتين الصحي والبروتين المستهدف من خلال التعرف على سلسلة يوبيكويتين على البروتين المستهدف. بمجرد أن يتعرف البروتيازوم على سلسلة يوبيكويتين ، فإنه يكشف البروتين المستهدف ويؤدي في النهاية إلى تحطيمه. ثم يتم إطلاق الببتيدات المتبقية من بروتين الركيزة في العصارة الخلوية لمزيد من المعالجة.

يعد التدمير المستهدف للبروتينات أمرًا بالغ الأهمية لسلامة الخلية ، ويمكن أن تؤدي أي تغييرات في مسار اليوبيكويتين-البروتيازوم إلى المرض. على سبيل المثال ، إذا لم تتحلل البروتينات المشوهة ، فإنها تشكل تجمعات بروتينية في السيتوبلازم. يمكن أن تؤدي تجمعات البروتين هذه إلى اضطرابات تنكسية عصبية بارزة مثل باركنسون وهنتنغتون ومرض الزهايمر.

على العكس من ذلك ، قد تؤدي مراقبة الجودة الزائدة عن طريق مسار اليوبيكويتين-البروتيازوم أيضًا إلى الإصابة بالمرض. على سبيل المثال ، يؤدي تدمير قنوات أيونات الكلوريد غير المطوية ولكنها تعمل جزئيًا إلى التليف الكيسي ، وهو اضطراب يهدد حياة البشر.

Suggested Reading

  1. Protein Degradation and the Pathologic Basis of Disease. The American Journal of Pathology. Vol 189, Issue 1, 2019, 94-103