9.10: Регулируемая деградация белка
Жизненно важно регулировать активность ферментативных, а также неферментативных белков внутри клетки. Это может быть достигнуто либо путем создания баланса между скоростью их синтеза и разложения, либо путем регулирования свойственной белку активности. Оба эти механизма регуляции играют важную роль в нормальном функционировании клеток.
Распад белка играет в клетках две важные роли. Он помогает защитить клетки от неправильно свернутых или поврежденных белков до того, как они приведут к болезненному состоянию. Он также помогает контролировать уровни в остальном здоровых белков, которые выполняют лишь кратковременную функцию в определенных условиях внутри клетки.
Одним из основных путей деградации белков, активных в эукариотических клетках, является убиквитин-протеасомный путь. Однако даже этот путь жестко регулируется, чтобы допустить деградацию только конкретных белков-мишеней при определенных условиях. Двумя наиболее распространенными регуляторными механизмами являются жесткий контроль активности убиквитинлигазы E3 и демаскировка сигналов деградации в целевых белках.
У людей примерно 600 или более генов убиквитинлигазы E3, каждый из которых может опосредовать убиквитинирование своих собственных белков-мишеней. Однако активность лигазы E3 регулируется с помощью различных механизмов действия, таких как фосфорилирование или связывание лиганда. Точно так же демаскировка сигналов деградации во внутриклеточных белках контролируется несколькими различными механизмами, такими как фосфорилирование, расщепление пептидной связи или диссоциация белковых субъединиц. Только когда лигазы E3 распознают эти обычно скрытые сигналы деградации, целевой белок может быть убиквитинирован и расщеплен протеасомой.
