蛋白质降解分类及原理

作者: 期待未来 | 来源:发表于2022-03-01 10:10 被阅读0次

蛋白质降解:

细胞内所有的蛋白质都在不断的被降解,并被新合成的蛋白质所取代.真核细胞内主要有两条蛋白降解途径,分别为泛素-蛋白酶体系统途径和自噬途径,两条途径都在维持细胞内稳态方面起着重要的作用.泛素-蛋白酶体系统是由泛素介导的一种高度复杂的蛋白降解机制,它通过一种特定的方式降解并再循环利用细胞内的蛋白,而自噬是一种自我降解过程,它通过溶酶体介导的方式降解蛋白。相对于主要降解短半衰期蛋白质的泛素-蛋白酶体系统,细胞的自噬被认为是参与绝大多数长半衰期蛋白质的降解

  • 泛素-蛋白酶体系统
    • 泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)是细胞内蛋白质降解的主要途径,参与细胞内80%以上蛋白质的降解。

      1. 泛素(ubiquitin, Ub):含有76个氨基酸残基,分子量约8.5kDa,广泛存在于真核细胞(原核细胞中尚未发现)。泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。另外,泛素化在蛋白的内吞和外泌作用中有目标定位功能。
      2. 泛素活化酶E1(ubiquitinactivating enzyme, E1):通过半胱氨酸残基与泛素C端活化的甘氨酸残基形成硫酯键,E1-泛素中间体中的泛素可以转移给数个E2。
      3. 泛素结合酶E2(ubiquitinconjugating enzyme, E2):以泛素结合酶方式起作用,活性部位为半胱氨酸,部分E2成员在细胞特定过程中发挥作用,但E2的全部作用尚不清楚。
      4. 泛素连接酶E3(ubiquitinprotein ligase, E3):为泛素-蛋白酶体系统选择性降解机制的关键因素,识别被降解的蛋白并将泛素连接到底物上。
      5. 蛋白酶体(2.5MDa):由2个19S和1个20S亚单位组成的桶状结构,19S为调节亚单位,位于桶状结构的两端,识别多聚泛素化蛋白并使其去折叠。19S亚单位上还具有一种去泛素化的同功肽酶,使底物去泛素化。20S为催化亚单位,位于两个19S亚单位的中间,其活性部位处于桶状结构的内表面,可避免细胞环境的影响。酵母20S亚单位由四个环状结构(αββα)组成
    • 蛋白质的降解在细胞的生理活动中发挥着极其重要的作用,例如将蛋白质降解后,成为小分子的氨基酸,并被循环利用;处理错误折叠的蛋白质以及多余组分,使之降解,以防机体产生错误应答。比如肿瘤以及部分神经退化性疾病的发生,就是由于蛋白降解系统紊乱所引起的。

  • 自噬(Autophagy)

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