Proteasoma

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Un proteasoma

Il proteasoma o proteosoma è un complesso multiproteico che ha il compito di degradare polipeptidi all'interno della cellula. Sebbene la sua funzione sia simile a quella del lisosoma, differisce da esso per alcuni motivi, tra cui la natura citologica e il tipo di composti che produce. Nel particolare, il proteasoma è un complesso proteico atto a degradare i peptidi, il lisosoma è un compartimento cellulare dotato di membrana cellulare deputato alla degradazione di svariate sostanze tramite l'azione di acidità ed enzimi proteolitici.

Struttura[modifica | modifica sorgente]

Visione dell'anello esterno

Ogni proteasoma è costituito da una subunità centrale chiamata 20S[1] che svolge l'attività proteolitica formata da 4 anelli costituiti da 7 subunità ciascuno. I due anelli centrali catalitici sono chiamati β, mentre i due laterali α.

Ogni subunità 20S, poi, può legare ad entrambe le estremità un'ulteriore subunità detta 19S andando a formare il proteasoma 26S, oppure PA28 (formato da PA28α e PA28β) che, sostituendo 19S aumenta l'attività del complesso. Sia PA28 che 19S sono subunità regolatorie che mirano a controllare l'attività del proteasoma. La loro localizzazione è importante per degradare le proteine in modo corretto.

Immunoproteasoma[modifica | modifica sorgente]

Nella serie di eventi che prendono parte alla processazione dell'antigene, in ambito immunologico, il proteasoma costituisce una tappa importantissima. In particolare la stimolazione di interferone causa la trascrizione e la successiva traduzione di diverse subunità catalitiche per il complesso: LMP2 e LMP7 (entrambe codificate nel complesso maggiore di istocombatibilità) e MECL-1. Queste strutture vanno a sostituire le subunità β acquisendo, quindi una diversa specificità catalitica: aumentano i tagli a seguito di amminoacidi idrofobici e si abbassano quelli dopo residui acidi. Questo perché si vengono a generare peptidi che legano preferibilimente le molecole MHC e prediligono il trasporto attraverso TAP1, due tappe importanti nella formazione di antigeni che dovranno poi essere esposti su molecole MHC di classe I. Nell'immunoproteasoma diventa di fondamentale importanza la presenza delle subunità PA28 la cui produzione viene stimolata dall'interferone-γ.

Ubiquitina[modifica | modifica sorgente]

L'ubiquitina è un peptide di 76 amminoacidi, altamente conservato tanto nei procarioti quanto negli eucarioti. Nelle cellule funge da marcatore di proteine da degradare nella via proteasomiale, secondo i meccanismi descritti più avanti. La sua attivazione avviene grazie al suo legame con l'enzima E1 (enzima attivatore dell'ubiquitina). Successivamente viene trasferita all'enzima E2 (enzima coniugatore dell'ubiquitina), dal quale può passare alla proteina bersaglio o, nella maggior parte dei casi, ad un ulteriore enzima, detto E3 (ubiquitina ligasi), che catalizza l'attacco al polipeptide da degradare: è quindi una proteina regolatoria.

Proteolisi[modifica | modifica sorgente]

La via proteolitica proteasomiale inizia nel citosol, dove le proteine da degradare vengono riconosciute dall'enzima ubiquitinante. L'attacco del peptide avviene a livello del gruppo amminico di un residuo laterale di lisina. A questo ne seguono molti altri, in modo da avere una proteina bersaglio che presenti numerosissime ramificazioni, rappresentate da residui di ubiquitina.
Il polipeptide viene così riconosciuto dalle subunità α del proteasoma, che tramite l'idrolisi di ATP permette l'ingresso della proteina ed un suo corretto dispiegamento all'interno della struttura. Contemporaneamente le molecole di ubiquitina vengono rimosse e liberate nel citosol, per essere riutilizzate.
Il prodotto finale della degradazione è una serie di peptidi di 6-10 amminoacidi di lunghezza, corrispondenti alla distanza dei siti proteolitici all'interno del proteasoma. Questa dunque è la seconda differenza fondamentale rispetto al lisosoma, che lide i polipeptidi in amminoacidi singoli.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Molto spesso in biologia molecolare si usa dare il nome a molecole o a parti di esse con il coefficiente di sedimentazione espresso in Svedberg. L'esempio più famoso è senz'altro per i ribosomi. Il coefficiente di una molecola non è la somma dei coefficienti delle subunità che la costituiscono.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Kriegenburg F, Poulsen EG, Koch A, Krüger E, Hartmann-Petersen R. (2011)
  • Redox Control of the Ubiquitin-Proteasome System: From Molecular Mechanisms to Functional Significance PMID 21314436
  • Abbas, Lichtman, Pillai, Immunologia cellulare e molecolare, ELSEVIER, 2012
  • Murphy, Janeway's Immunobiology, Garland Scienze, 2012

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

http://www.treccani.it/enciclopedia/proteosoma/ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=21314436

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