vse-zabolevaniya.ru
ГлавнаяГистология человекаЦитология -> Протеасомы

Протеасомы


Протеасомы. В 70-е годы XX в. появились доказательства того, что разрушение белков происходит не только в лизосомах. В конце 80-х годов двумя группами исследователей было показано, что белки разрушаются большими полипротеазными комплексами, которые были названы протеасомы. Сейчас известно, что каждая клетка человеческого тела содержит около 30 тыс. протеасом. Молекулярная масса органеллы - около двух миллионов дальтон. Каждая протеасома состоит из трубкообразной и одной или двух регуляторных частей; последние расположены на одном или обоих концах органеллы. Трубкообразная часть содержит четыре последовательно расположенных кольца, каждое из которых состоит из семи субъединиц, окружающих центральный канал протеасомы. Регуляторные части узнают и присоединяют белки, предназначенные для разрушения. Они обеспечивают раскрутки молекул белка и заталкивания их в центральный канал трубкообразной части, где протеазы разрезают их на фрагменты разной длины. Эти фрагменты впоследствии расщепляются другими энзимами до аминокислот, которые используются для синтеза новых белков.
В механизме распознавания белков, которые должны быть уничтожены в протеасомы, главную роль играет процесс, получивший название убиквитинации, то есть присоединение к белковых молекул белка убиквитина. Убиквитинация состоит из трех этапов и включает три энзимы: Е1, Е2 и ЕЗ. На первом этапе Е1 активирует убиквитин. На втором - с помощью Е1 активирован убиквитин присоединяется к Е2. Третий этап заключается в переносе активированного убиквитина с Е2 на белок с помощью ЭЗ. Существуют сотни различных энзимов ЕЗ, каждый из которых имеет родство с определенной последовательностью аминокислотных остатков белка и делает его мишенью убиквитинации.
Многочисленными исследованиями показано, что убиквитинация белков и последующее их разрушение в протеасомы обеспечивает нормальное течение многих процессов: регуляцию внутриклеточного метаболизма, иммунный надзор, освобождение от аномальных белковых молекул, деление клеток и межклеточное коммуникацию, развитие и рост организма, циркадные ритмы. Нарушение же механизмов убиквитинации (например, вследствие мутации белка ЕЗ) и замедление или блокировку разрушения белков в протеасомы является основой некоторых наследственных аномалий (в частности муковисцидоза), нейродегенеративных расстройств (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера), многих вирусных заболеваний, канцерогенеза.