Kluczowa różnica – proteasom vs proteaza
Proteoliza to proces rozpadu biocząsteczek białka na mniejsze polipeptydy lub pojedyncze aminokwasy. Niekatalizowane reakcje hydrolizy wiązań peptydowych są niezwykle powolne. A pełne ukończenie zajmuje setki lat. Zazwyczaj enzymy zaangażowane w te reakcje są dwojakiego rodzaju; Kompleksy proteasomowe i proteazy. Poza tymi cząsteczkami, niskie pH, temperatura i trawienie wewnątrzcząsteczkowe również wpływają na proteolizę cząsteczek białka. Proteoliza może służyć różnym celom w żywych organizmach. Na przykład enzymy trawienne rozkładają pokarm na poszczególne aminokwasy, które są później wykorzystywane jako źródło energii przez żywe organizmy. Z drugiej strony proteoliza jest niezwykle ważna dla przetwarzania już zsyntetyzowanego łańcucha polipeptydowego w celu utworzenia aktywnej cząsteczki białka. Jest również ważny w niektórych procesach komórkowych i fizjologicznych, takich jak zapobieganie gromadzeniu się niektórych niepożądanych białek w komórce. Kluczowa różnica między proteasomem a proteazą polega na tym, że proteasom bierze udział w rozkładaniu cząsteczek białka, podczas gdy proteazy rozkładają rozkładane białka na poszczególne aminokwasy.
Co to jest proteasom?
Proteasomy są cylindrycznymi białkami zawierającymi cztery ułożone w stos, siedem pierścieni błonowych. Zwykle znajdują się w cytozolu. Dwa zewnętrzne pierścienie nazywane są podjednostką alfa i okazały się nieaktywne. Dwa pierścienie wewnętrzne nazywane są podjednostką beta i są aktywne proteolitycznie. Proteasomy można znaleźć zarówno w bakteriach archeonów, jak i organizmach eukariotycznych. Eukariotyczny proteasom 26S zawiera jedną cząstkę rdzenia (20S), która składa się z siedmiu podjednostek alfa i siedmiu podjednostek beta. Zawiera również nasadkę regulacyjną (19S), która składa się z co najmniej 17 podjednostek. Proteasom 26S jest zaangażowany w kierowane ubikwityny rozwijanie i proteolizę w żywej komórce eukariotycznej. Aby zrealizować ten proces, enzym E1 najpierw aktywuje cząsteczkę ubikwityny, a następnie przenosi ją na enzym E2. I w końcu ta cząsteczka ubikwityny przyłącza się do reszty lizyny cząsteczki białka, która ma być degradowana przez enzym ligazę E3. Później cząsteczka ubikwityny jest kierowana na rozpoznawanie flagowanego białka, które ma być degradowane przez proteasom.
Rysunek 01: Proteasom
Proteasom 26S składa się z dwóch nasadek regulacyjnych 19S i jednej cząstki rdzenia 20S. Kapturek 19S rozpoznaje i wiąże się z ubikwitynowanymi białkami, które są zasilane przez cząsteczki ATP. Po rozpoznaniu oznaczone białko musi ulec deubikwitynacji i rozłożeniu, aby przejść przez wąskie kanały 19S i wejść do rdzenia 20S cylindrycznego kompleksu proteasomu. W rdzeniu 20S kompleksu faktycznie dzieli cząsteczkę białka na mniejsze polipeptydy. Ten proces zachodzący w kompleksie proteasomu jest operacją utraty energii, ponieważ jest katalizowany przez cząsteczki ATP.
Co to są proteazy?
Proteazy nazywane są peptydazami lub proteinazami, które biorą udział w procesie proteolizy. W przeciwieństwie do kompleksu proteasomu, proteazy dzielą cząsteczkę białka na poszczególne aminokwasy, dzięki czemu wykonują zadanie proteolizy. Proteazy znajdują się w zwierzętach, roślinach, archeonach, bakteriach i wirusach.
Rysunek 02: Proteaza
Różne klasy proteaz mogą pełnić tę samą funkcję z różnymi mechanizmami katalitycznymi. Proteazy biorą udział w przetwarzaniu białek, trawieniu, fotosyntezie, apoptozie, patogenezie wirusów i innych czynnościach życiowych. W procesie proteolizy przekształcają całkowicie rozkładane białko na poszczególne aminokwasy. Oprócz proteaz trawiennych zaangażowane są również w krzepnięcie krwi, funkcje odpornościowe, dojrzewanie prohormonów, tworzenie kości i recykling białek, które nie są już potrzebne żywej komórce.
Siedem rodzajów proteaz
Na podstawie domeny katalitycznej proteazy można podzielić na siedem typów,
- Proteazy serynowe – Wykorzystuje grupę alkoholi serynowych
- Proteazy cysteinowe – Wykorzystuje grupę tiolową cycteiny
- Proteazy treoninowe – Wykorzystuje drugorzędowy alkohol treoninowy
- Proteaza asparaginowa – wykorzystuje asparaginianową grupę karboksylową
- Proteazy glutaminowe – Wykorzystuje kwas glutaminianowo-karboksylowy
- Metalloproteases – Używa metalu zwykle „Zn”
- Liazy peptydów asparaginowych – Wykorzystuje asparaginy
Jakie są podobieństwa między proteasomem a proteazą?
- Oba są biocząsteczkami białkowymi.
- Oba mają zdolność katalityczną i enzymatyczną.
- Oba biorą udział w ścieżce degradacji proteolitycznej białek.
- Oba katalizują reakcje energetyczne zależne od ATP.
- Oba występują w prawie wszystkich organizmach (zwierzętach, roślinach, bakteriach, archeonach i wirusach).
Jaka jest różnica między proteasomem a proteazą?
Proteasom kontra proteaza |
|
| Proteasom to kompleksy białkowe, które rozkładają niepotrzebne lub uszkodzone białka przez proteolizę. | Proteaza to enzym rozkładający białka i peptydy. |
| Struktura | |
| Proteasom to stosunkowo większa cząsteczka z cząsteczką rdzenia i nasadką regulacyjną. | Proteazy są stosunkowo mniejsze z domeną katalityczną. |
| Funkcja | |
| Rozwijanie się białek i wstępne cięcie to funkcje proteasomów. | Całkowite rozszczepienie cząsteczki białka na poszczególne aminokwasy jest główną funkcją proteaz. |
| Zależność ubikwityny | |
| Swoją aktywność proteasomu zależy od ubikwityny (kierowana na ubikwitynę). | Proteazy nie są zależne od ubikwityny w swojej aktywności. |
| zależność pH | |
| Aktywność proteasomu nie zależy od pH. | Aktywność proteaz silnie zależy od pH. |
| Ciężar cząsteczkowy | |
| Proteasomy to cząsteczki o dużej masie cząsteczkowej. | Proteazy mają cząsteczki o stosunkowo niskiej masie cząsteczkowej. |
Podsumowanie – proteasom kontra proteaza
Proteoliza to proces rozpadu biomolekuł białkowych na mniejsze polipeptydy lub pojedyncze aminokwasy. Zazwyczaj enzymy biorące udział w tych reakcjach są dwojakiego rodzaju, 1. Kompleks proteasomów 2. Proteazy. Poza tymi cząsteczkami białka niskie pH, temperatura i trawienie wewnątrzcząsteczkowe również powodują proteolizę cząsteczek białka. Proteasom bierze udział w rozwijaniu i wstępnym rozszczepianiu białka. Z drugiej strony proteazy dokonują całkowitego rozszczepienia cząsteczki białka na poszczególne aminokwasy. Można to potraktować jako różnicę między proteasomem a proteazą.
Pobierz wersję PDF Proteasom vs Protease
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między proteasomem a proteazą
