Ključna razlika – proteasom proti proteazi
Proteoliza je proces razgradnje beljakovinskih biomolekul na manjše polipeptide ali posamezne aminokisline. Nekatalizirane reakcije hidrolize peptidnih vezi so izjemno počasne. In traja na stotine let, da se v celoti dokonča. Običajno sta encimi, vključeni v te reakcije, dve vrsti; Proteasomski kompleksi in proteaze. Poleg teh molekul na proteolizo beljakovinskih molekul vplivajo tudi nizek pH, temperatura in znotrajmolekularna prebava. Proteoliza ima lahko različne namene v živih organizmih. Na primer, prebavni encimi razgradijo hrano na posamezne aminokisline, ki jih živi organizmi pozneje uporabijo kot vir energije. Po drugi strani pa je proteoliza izjemno pomembna za predelavo že sintetizirane polipeptidne verige za tvorbo aktivne proteinske molekule. Pomemben je tudi pri nekaterih celičnih in fizioloških procesih, kot je preprečevanje kopičenja nekaterih neželenih beljakovin v celici. Ključna razlika med proteasomom in proteazo je, da proteasom sodeluje pri odvijanju beljakovinskih molekul, medtem ko proteaze razgrajujejo beljakovine v posamezne aminokisline.
Kaj je proteasom?
Proteasomi so cilindrični proteini, ki vsebujejo štiri zložene sedem membranskih obročev. Običajno jih najdemo v citosolu. Dva zunanja obroča se imenujeta alfa podenota in ugotovita, da sta neaktivna. Oba notranja obroča imenujemo beta podenota in sta proteolitično aktivna. Proteasome lahko najdemo tako v arhealnih bakterijah kot tudi v evkariontskih organizmih. Evkariontski proteasom 26S vsebuje en jedrni delec (20S), ki je sestavljen iz sedmih podenot alfa in sedmih podenot beta. Vsebuje tudi regulatorno kapico (19S), ki je sestavljena iz najmanj 17 podenot. Proteasom 26S je vključen v ubikvitin usmerjeno odvijanje in proteolizo v evkariontski živi celici. Za izvedbo tega procesa encim E1 najprej aktivira molekulo ubikvitina in jo nato prenese na encim E2. In končno se ta molekula ubikvitina pritrdi na lizinski ostanek proteinske molekule, ki jo razgradi encim E3 ligaza. Kasneje je molekula ubikvitina usmerjena v prepoznavanje označenega proteina, ki ga proteasom razgradi.
Slika 01: Proteasome
Proteasom 26S je sestavljen iz dveh regulatornih kapic 19S in enega jedrnega delca 20S. Pokrovček 19S prepozna in se veže z vseprisotnimi proteini, ki jih poganjajo molekule ATP. Ko je označena beljakovina prepoznana, se mora debikvitinirati in razviti, da lahko preide skozi ozke kanale 19S in vstopi v jedro 20S cilindričnega proteasomskega kompleksa. V jedru 20S kompleksa dejansko razreže proteinsko molekulo na manjše polipeptide. Ta proces, ki poteka v proteasomskem kompleksu, je operacija, pri kateri se izgublja energija, saj ga katalizirajo molekule ATP.
Kaj so proteaze?
Proteaze se imenujejo peptidaze ali proteinaze, ki sodelujejo v procesu proteolize. Za razliko od proteasomskega kompleksa proteaze delijo beljakovinsko molekulo na posamezne aminokisline in tako dokončajo delo pri proteolizi. Proteaze najdemo v živalih, rastlinah, arhejah, bakterijah in virusih.
Slika 02: Proteaza
Različni razredi proteaz lahko opravljajo isto funkcijo z različnimi katalitičnimi mehanizmi. Proteaze sodelujejo pri predelavi beljakovin, prebavi, fotosintezi, apoptozi, virusni patogenezi in drugih vitalnih aktivnostih. V procesu proteolize pretvorijo beljakovine, ki jih je treba popolnoma razgraditi, v posamezne aminokisline. Poleg prebave proteaze sodelujejo tudi pri koagulaciji krvi, delovanju imunskega sistema, zorenju prohormonov, tvorbi kosti in recikliranju beljakovin, ki jih živa celica ne potrebuje več.
Sedem vrst proteaz
Na podlagi katalitične domene je proteaz sedem vrst,
- Serinske proteaze – uporablja serinsko alkoholno skupino
- Cisteinske proteaze – uporablja ciktein tiolno skupino
- Treonin proteaze – uporablja sekundarni alkohol treonina
- Asparaginska proteaza – uporablja aspartatno karboksilno skupino
- Glutaminske proteaze – uporablja glutamat karboksilno kislino
- Metaloproteaze – običajno uporablja kovino "Zn"
- Asparagin peptidne liaze – uporablja asparagine
Kakšne so podobnosti med proteasomom in proteazo?
- Obe sta proteinski biomolekuli.
- Oba imata katalitično in encimsko sposobnost.
- Oba sodelujeta pri proteolizni razgradni poti proteinov.
- Oboje katalizirata energijske reakcije, odvisne od ATP.
- Oboje najdemo v skoraj vseh organizmih (živalih, rastlinah, bakterijah, arhejah in virusih).
Kakšna je razlika med proteasomom in proteazo?
Proteasom proti proteazi |
|
| Proteasom je proteinski kompleks, ki s proteolizo razgradi nepotrebne ali poškodovane beljakovine. | Proteaza je encim, ki razgrajuje beljakovine in peptide. |
| Struktura | |
| Proteasom je razmeroma večja molekula z jedrnim delcem in regulatorno kapico. | Proteaze so relativno manjše s katalitično domeno. |
| Funkcija | |
| Razvijanje beljakovin in predhodna cepitev sta funkciji proteasomov. | Popolna cepitev beljakovinske molekule na posamezne aminokisline je glavna funkcija proteaz. |
| Odvisnost od Ubikvitina | |
| Dejavnost proteasoma je odvisna od ubikvitina (usmerjeno z ubikvitinom). | Dejavnost proteaz ni odvisna od ubikvitina. |
| odvisnost od pH | |
| Dejavnost proteasoma ni odvisna od pH. | Dejavnost proteaz je močno odvisna od pH. |
| Molekulska teža | |
| Proteasomi so molekule z visoko molekulsko maso. | Proteaze imajo molekule z relativno nizko molekulsko maso. |
Povzetek – Proteasom proti proteazi
Proteoliza je proces razgradnje proteinske biomolekule proteina na manjše polipeptide ali posamezne aminokisline. Običajno sta encimi, ki sodelujejo pri teh reakcijah, dve vrsti: 1. Proteasomski kompleks 2. Proteaze. Razen teh beljakovinskih molekul povzročajo proteolizo beljakovinskih molekul tudi nizek pH, temperatura in intramolekularna razgradnja. Proteasom sodeluje pri odvijanju in predhodnem cepljenju beljakovin. Po drugi strani pa proteaze naredijo popolno cepitev beljakovinske molekule v posamezne aminokisline. To lahko razumemo kot razliko med proteasomom in proteazo.
Prenesite PDF različico Proteasome vs Protease
Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombo o citiranju. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med proteasomom in proteazo
