Avainero – proteasomi vs proteaasi
Proteolyysi on prosessi, jossa proteiinien biomolekyylit hajotetaan pienemmiksi polypeptideiksi tai yksittäisiksi aminohapoiksi. Peptidisidosten hydrolyysin katalysoimattomat reaktiot ovat erittäin hitaita. Ja sen valmistuminen kokonaan kestää satoja vuosia. Tyypillisesti näihin reaktioihin osallistuvat entsyymit ovat kahdenlaisia; Proteasomikompleksit ja proteaasit. Näiden molekyylien lisäksi alhainen pH, lämpötila ja molekyylinsisäinen hajoaminen vaikuttavat myös proteiinimolekyylien proteolyysiin. Proteolyysillä voi olla erilaisia tarkoituksia elävissä organismeissa. Esimerkiksi ruoansulatusentsyymit hajottavat ruoan yksittäisiksi aminohapoiksi, joita elävät organismit käyttävät myöhemmin energialähteenä. Toisa alta proteolyysi on erittäin tärkeä jo syntetisoidun polypeptidiketjun prosessoinnissa aktiivisen proteiinimolekyylin muodostamiseksi. Se on myös tärkeä joissakin solu- ja fysiologisissa prosesseissa, kuten estämään joidenkin ei-toivottujen proteiinien kertymistä soluun. avainero proteasomin ja proteaasin välillä on, että proteasomi osallistuu proteiinimolekyylien avautumiseen, kun taas proteaasit hajottavat proteiineja yksittäisiksi aminohapoiksi.
Mikä on Proteasome?
Proteasomit ovat lieriömäisiä proteiineja, jotka sisältävät neljä päällekkäistä, seitsemän kalvorengasta. Ne löytyvät yleensä sytosolista. Kahta ulompaa rengasta kutsutaan alfa-alayksiköksi ja ne on todettu inaktiivisiksi. Näitä kahta sisärengasta kutsutaan beeta-alayksiköksi ja ne ovat proteolyyttisesti aktiivisia. Proteasomeja löytyy sekä arkeaalisista bakteereista että eukaryoottisista organismeista. Eukaryoottinen 26S-proteasomi sisältää yhden ydinpartikkelin (20S), joka koostuu seitsemästä alfa-alayksiköstä ja seitsemästä beeta-alayksiköstä. Se sisältää myös säätelykorkin (19S), joka koostuu vähintään 17 alayksiköstä. 26S-proteasomi osallistuu ubikitiinin ohjaamaan avautumiseen ja proteolyysiin elävässä eukaryoottisessa solussa. Tämän prosessin toteuttamiseksi E1-entsyymi aktivoi ensin ubikvitiinimolekyylin ja siirtää sen sitten E2-entsyymiin. Ja lopuksi tämä ubikvitiinimolekyyli kiinnittyy proteiinimolekyylin lysiinijäännökseen, jonka E3-ligaasientsyymi hajottaa. Myöhemmin ubikitiinimolekyyli ohjataan tunnistamaan leimatun proteiinin proteasomi hajottavaksi.
Kuva 01: Proteasomi
26S-proteasomi koostuu kahdesta 19S-säätelykorkista ja yhdestä 20S-ydinpartikkelista. 19S-suojus tunnistaa ja sitoutuu ubikvitinoituihin proteiineihin, jotka saavat virtansa ATP-molekyyleistä. Kun leimattu proteiini on tunnistettu, sen on poistettava ubikvitinoitu ja avauduttava, jotta se kulkee 19S:n kapeiden kanavien läpi ja pääsee sylinterimäisen proteasomikompleksin 20S-ytimeen. Kompleksin 20S-ytimessä se itse asiassa pilkkoo proteiinimolekyylin pienemmiksi polypeptideiksi. Tämä proteasomikompleksissa tapahtuva prosessi on energiaa menettävä toimenpide, koska sitä katalysoivat ATP-molekyylit.
Mikä on proteaasi?
Proteaaseja kutsutaan peptidaaseiksi tai proteinaaseiksi, jotka osallistuvat proteolyysiprosessiin. Toisin kuin proteasomikompleksi, proteaasit jakavat proteiinimolekyylin yksittäisiksi aminohapoiksi, joten ne suorittavat proteolyysin työn. Proteaaseja löytyy eläimistä, kasveista, arkeista, bakteereista ja viruksista.
Kuva 02: Proteaasi
Proteaasien eri luokat voivat suorittaa saman toiminnon erilaisilla katalyyttisillä mekanismeilla. Proteaasit osallistuvat proteiinien prosessointiin, ruoansulatukseen, fotosynteesiin, apoptoosiin, viruspatogeneesiin ja muihin elintärkeisiin toimiin. Proteolyysiprosessissa ne muuttavat hajotettavan proteiinin kokonaan yksittäisiksi aminohapoiksi. Ruoansulatusproteaasit osallistuvat myös veren hyytymiseen, immuunitoimintaan, prohormonien kypsymiseen, luun muodostukseen ja sellaisten proteiinien kierrätykseen, joita elävä solu ei enää tarvitse.
Seitsemän proteaasityyppiä
Katalyyttisen domeenin perusteella proteaaseja on seitsemän tyyppiä,
- Seriiniproteaasit – Käyttää seriinialkoholiryhmää
- Kysteiiniproteaasit – Käyttää sykteiinitioliryhmää
- Treoniiniproteaasit – Käyttää sekundaarista treoniinialkoholia
- Asparagiiniproteaasi – Käyttää aspartaattikarboksyyliryhmää
- Glutamiiniproteaasit – Käyttää glutamaattikarboksyylihappoa
- Metalloproteaasit – Käyttää metallia yleensä "Zn"
- Asparagiinipeptidilyaasit – Käyttää asparagiineja
Mitä yhtäläisyyksiä proteasomin ja proteaasin välillä on?
- Molemmat ovat proteiinibiomolekyylejä.
- Molemmilla on katalyyttinen ja entsymaattinen kyky.
- Molemmat osallistuvat proteiinien proteolyysin hajoamisreittiin.
- Molemmat katalysoivat ATP-riippuvaisia energiareaktioita.
- Molempia löytyy melkein kaikista organismeista (eläimistä, kasveista, bakteereista, arkeista ja viruksista).
Mitä eroa on proteasomilla ja proteaasilla?
Proteasomi vs proteaasi |
|
| Proteasomi on proteiinikompleksi, joka hajottaa tarpeettomia tai vaurioituneita proteiineja proteolyysin avulla. | Proteaasi on entsyymi, joka hajottaa proteiineja ja peptidejä. |
| Rakenne | |
| Proteasomi on suhteellisen suurempi molekyyli, jossa on ydinhiukkanen ja säätelevä kansi. | Proteaasit ovat suhteellisen pienempiä katalyyttisen domeenin kanssa. |
| Toiminto | |
| Proteiinin avautuminen ja alustava pilkkominen ovat proteasomien toimintoja. | Proteaasien päätehtävä on proteiinimolekyylin täydellinen pilkkominen yksittäisiksi aminohapoiksi. |
| Ubiquitin Dependency | |
| Proteasomin aktiivisuus riippuu ubikitiinista (ubikvitiiniohjattu). | Proteaasien aktiivisuus ei ole riippuvainen ubikitiinista. |
| pH-riippuvuus | |
| Proteasomin aktiivisuus ei riipu pH:sta. | Proteaasien aktiivisuus riippuu suuresti pH:sta. |
| Molekyylipaino | |
| Proteasomit ovat korkean molekyylipainon molekyylejä. | Proteaaseilla on suhteellisen alhaiset molekyylipainot. |
Yhteenveto – Proteasomi vs proteaasi
Proteolyysi on prosessi, jossa proteiinibiomolekyyliproteiini hajoaa pienemmiksi polypeptideiksi tai yksittäisiksi aminohapoiksi. Tyypillisesti näihin reaktioihin osallistuvat entsyymit ovat kahden tyyppisiä: 1. Proteasomikompleksi 2. Proteaasit. Näiden proteiinimolekyylien lisäksi alhainen pH, lämpötila ja molekyylinsisäinen hajoaminen aiheuttavat myös proteiinimolekyylien proteolyysin. Proteasomi osallistuu proteiinin laskostumiseen ja alustavaan pilkkomiseen. Toisa alta proteaasit pilkkovat proteiinimolekyylin täydellisesti yksittäisiksi aminohapoiksi. Tätä voidaan pitää erona proteasomin ja proteaasin välillä.
Lataa PDF-versio Proteasome vs Protease
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Proteasomin ja Proteaasin ero
