Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

A fehérjék bontásának nem lizoszomális útja: a proteaszóma

Kisebb-nagyobb mértékű proteolízis szinte minden kompartmentben folyik, pl. a Golgi apparátusban és a szekréciós szemcsékben is. A citoplazma alapállományában, a citoszolban, de a sejtmagban is található azonban egy multienzim komplex, a proteaszóma, amely irányított és regulált proteolízist folytat. A proteaszóma hengeralakú, mérete 26S. Középső része az enzimatikusan aktív rész (mérete 20S), amelyhez két oldalról egyéb komponensek, mint pl. az ATP kötő (a proteaszóma működése energiaigényes), a szubsztrát felismerő és a szabályozó régiók kapcsolódnak (VI.8. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_612/#m1338setb_612 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_612/#m1338setb_612)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_612/#m1338setb_612)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

VI.8. ábra. A proteaszóma felépítése

A proteaszóma feladata: a nem megfelelően hajtogatódott vagy károsodott fehérjék, a nem összeszerelődött fehérje alegységek lebontása. A proteaszóma azonban nem egyszerűen egy megsemmisítő gépezet, hanem a fehérjék regulált lebontása révén, számos biológiai folyamat fontos szabályozója is. Az egyik legjobb példa erre a sejtciklus szabályozása, amelyben két fehérje játszik fontos szerepet, a ciklin dependens kinázok illetve a működésükhöz szükséges ciklinek. Értelemszerűen, amikor a sejtekben megtalálható a ciklin, a ciklin dependens kinázok aktívak és bizonyos lépéseket katalizálnak, ugyanakkor a ciklinek proteaszómákban való lebomlása után inaktívvá válnak. Lényegében tehát a ciklin dependens kinázok szabályozása a ciklinek szintézise, illetve a lebontásuk útján történik. Hasonló módon természetesen más sejttani folyamatok is szabályozódnak.

Ahhoz, hogy egy fehérje a proteaszómába kerüljön és degradálódjon, általában egy speciális, kis fehérjékből (ubiquitin) álló szignállal kell rendelkeznie, a molekula megfelelő pozíciójú lizin aminosaván. A szignál tehát a poliubiquitin lánc, amelynek a kialakításához több enzimre is szükség van. Az egyik enzimcsalád, az ubiquitin aktiváló (E1 enzimek), a másik a konjugáló (E2 enzimek), a harmadik pedig a ubiquitin ligázok (E3 enzimek). A ubiquitin aktiváló enzimek működés ATP-t igényel. A legnagyobb szubsztrát specificitást a ubiquitin ligázok mutatják. Két jól ismert ubiquitin ligáz, az APC/C-vel és az SCF a sejtciklusban játszik fontos szerepet. Az ubiquitin láncot, a degradációs szignált hordozó fehérje, a proteaszómába kerül, ahol lebomlik. A katalitikus egységbe csak kihajtogatott fehérjék férnek be, amit csaperonok végeznek el. A proteaszómákhoz hasonló proteolitikus rendszer a prokariótákban is megtalálható, de ott a lebontandó fehérjék nem kapnak ubiquitin jelet.

A fehérjék funkcióképességét alapvetően meghatározza a megfelelő térszerkezetük, amelyet a szintézisük után nyernek el. Többségük ehhez nem igényel segítséget, de kb. 10–20%-uk, csak csaperonok (másnéven hősokk fehérjék) közreműködésével nyeri el a harmadlagos, illetve negyedleges szerkezetét. Az újonnan szintetizált proteinek 20%-a, ugyanakkor a hibás transzkripció és/vagy transzláció miatt funkcióképtelen, ezért le kell bomlania.

A hibás térszerkezetű, rosszul hajtogatott, vagy nem összeszerelődött proteinláncok előtt, a következő lehetőségek állnak:

A csaperonok segítségével, ATP felhasználásával kijavítódhatnak.
Ha ez nem sikerül, akkor megkapják a megfelelő szignált, és lebomlanak a proteaszómában.
Ha az előbbi rendszerek nem működnek jól, akkor bekövetkezik az, ami a sejt számára a legkedvezőtlenebb, a fehérje molekulák aggregátumokat képeznek. Ezek az aggregátumok azonban gátolják a sejtek működését. Számos neurodegeneratív betegségben találunk ilyen aggregátumokat, más néven amiloid szálakat a sejtekben. Ilyen betegségek az Alzheimer, a Parkinson kór, a Creutzfeld-Jakob betegség, és amelyikről a genetikában is szó esik majd a Huntington kór is. Az újabb megfigyelések szerint a fehérje aggregátumok mennyiségének növekedése a sejt halálát, apoptózisát is kiválthatja.

A fentiek alapján belátható, hogy mind a csaperonok, mind pedig a proteaszómák fontos komponensei a sejtek fehérje minőségellenőrző rendszerének, hiszen ezek megfelelő működése biztosítja, hogy a sejt fehérjéi megfelelő térszerkezettel bíró funkcióképes molekulák legyenek.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 704 4

Orvostudomány Semmelweis Kiadó könyvei

Reméljük, hogy a hallgatóknak nemcsak egy olyan jegyzetet készítettünk, amelyet meg kell tanulniuk, de sikerült belevinnünk azt az érzést is, amely a jegyzet megírásakor és átírásakor eltöltött minket. Ez az érzés a csodálat. Milyen csodálatos kis egység a sejt, milyen tökéletesen és logikusan szervezett! Mi sem, és így a hallgató sem menekülhet meg a molekuláris szemlélettől, amely manapság a biológia és az orvostudomány minden területén uralkodóvá vált. Igyekeztünk csak annyi molekulát és molekuláris mechanizmust megemlíteni, amelyet feltétlenül szükségesnek tartottunk a sejtben zajló folyamatok megismeréséhez és megértéséhez. Kívánjuk, hogy a leírtak segítsék a hallgatókat más tárgyak anyagának megértésében és elsajátításában is. A jegyzet immáron negyedik, javított kiadását tartják a kezükben és persze ez is több, mint az előző. Mentségünkre legyen mondva a többlet nemcsak több szöveget, de több képanyagot és ábrát is jelent. Reméljük ez segít jobban megérteni a sejtekben zajló, néha bizony komplikált eseményeket. (a szerzők)

Hivatkozás: https://mersz.hu/darvas-laszlo-sejtbiologia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero