Студопедия — Деградация белков
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Деградация белков






Деградация белков – означает разложение белков. Этот процесс происходит в организме непрерывно и компенсируется синтезом белков в мышцах. После тренировки при условии достаточного количества аминокислот, получаемых из питания, соотношение процессов разложения и синтеза в организме имеет позитивный характер.

Это означает преобладание синтеза белков и, как следствие, рост количества белков в организме и увеличение объема мышечной массы. Если организм не получает из продуктов питания достаточное количество белков, соотношение процессов синтеза и распада в организме имеет негативный характер. Это приводит к атрофии мышечной массы. Из всего этого следует необходимость ежедневного потребления достаточного количества белков, особенно при силовых тренировках и иной двигательной активности.

Протеолитическая деградация белков в клетке

Каждая соматическая клетка данного организма обладает одинаковым набором генов, кодирующих разнообразные белки. Не все гены активны. Экспрессия многих генов является тканеспецифической - происходит только в клетках, принадлежащих той или иной ткани организма. В случае, если продукты нескольких генов выполняют одну и ту же функцию, клетке вполне достаточно правильной экспрессии одного из них. Экспрессия целого ряда генов запускается в определён-ных условиях - в нужный момент клеточного цикла или под действием соответствующих факторов среды.

Белок выполняет закреплённую за ним функцию, а затем, в определённый момент, клетке необходимо от него избавиться. Последнее обусловлено рядом причин: во - первых, дальнейшая активность белка может навредить клетке, во - вторых, нужно синтезировать новые белки, а перегрузка цитоплазмы полипептидами является источником апоптоза.

Переставшие быть необходимыми, белки подвергаются протеолитической деградации.

Внутриклеточную деградацию белков долгое время считали неспецифическим случайным процессом. Настоящим прорывом в данной области послужило открытие убиквитинового сигнального пути. В рамках этого пути деградации белка, которая осуществляе крупным белковым комплексом - протеосомой, предшествует присоединение к нему " цепочки" молекул небольшого пептида убиквитина. Полиубиквитиновая цепочка навешивается в строго определённый момент и является сигналом, свидетельствующим о том, что данный белок подлежит деградации. Теперь ясно, что процесс внутриклеточного протеолиза жестко регулируется и чрезвычайно важен для множества базальных клеточных функций.
Среди субстратов специфического протеолиза: регуляторы клеточного цикла, компоненты различных сигнальных путей, а также мутантные белки и белки, поврежденныепосттрансляционно. Система внутриклеточного протеолиза также принимает участие в презентации антигена в комплексе с MHC (комплексом гистосовместимости) I класса.

Долгое время считали, что вышеупомянутому протеолизу подвергаются лишь белки, локализованные в цитоплазме, допускали возможность протеолиза ядерных белков. Сейчас ясно: система работает также в отношении белков, связанных с мембранами, секретируемых белков (для этого последние должны переместиться из эндоплазматического ретикулума в цитозоль путём обратного транспорта).

Система внутриклеточного протеолиза вовлечена в такие процессы как пролиферация клеток, развитие и дифференцировка, реакция на стресс и патогены, репарация ДНК. Нарушения этой сложной системы являются причиной многих заболеваний.

Стадии убиквитин-зависимого протеолиза

Деградация белка по убиквитиновому пути включает две основные стадии:

1. Ковалентное присоединение к подлежащему деградации белку полиубиквитиновой цепи.

2. Деградация белка 26S протеосомой.

Деградация белков, ассоциированных с мембраной

Процессирование белков, ассоциированных с мембраной, отличается от деградации цитоплазматических белков. Не вдаваясь в детали этого процесса, обсудим основные отличия:

1. Деградация осуществляется лизосомами.

2. Для таргетинга белка в лизосомы обычно достаточно моноубиквитинирования. В некоторых случаях формируется полиубиквитиновая цепь.

3. В случае формирования полиубиквитиновой цепи связывание происходит по 63 лизину.

Биологический смысл убиквитинирования

Убиквитин - зависимый протеолиз существует только у эукариот (отсутствует у прокариот и архей). В то же время упрокариот и архей есть АТФ - зависимые протеазы, принципиально схожие с 26S протеосомой: состоят из двух кэпирующих субъединиц, ответственных за узнавание субстрата и обладающих АТФазной активностью и каталитической субъединицы - цилиндра. Их основное отличие от 26S протеосомы состоит в том, что кэпирующая субъединица узнает непосредственно субстрат - определённый мотив в структуре белка, говорящий о том, что он подлежит деградации. Из-за этого число потенциальных субстратов ограничено.

Таким образом, первое преимущество убиквитинирования - увеличение числа потенциальных субстратов засчет большого количества ферментов осуществляющих убиквитинирование и возможности их комбинирования.

Другое важное преимущество убиквитинирования состоит в том, что оно обратимо. Для таргетинга белка в протеосому не достаточно одной молекулы убиквитина, нужна мультиубиквитиновая цепь - деградация происходит не сразу и у клетки есть время подумать (kinetic proofreading). Таким образом обеспечивается гибкость системы протеолиза.

Итак, мы рассмотрели, не вдаваясь в детали, процесс убиквитин-зависимой деградации белков в клетке. Этот процесс - один из лежащих в основе сложной системы регуляции жизнедеятельности эукариотической клетки, так как позволяет:

1. В строго определённый момент подвергать специфическому протеолизу огромное количество разнообразных белков.

2. Отменять деградацию, если белок всё ещё нужен клетке.

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 8307. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Эффективность управления. Общие понятия о сущности и критериях эффективности. Эффективность управления – это экономическая категория, отражающая вклад управленческой деятельности в конечный результат работы организации...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия