Vad är proteinnedbrytning?

November 28

Celler bryta ner proteiner för en mängd olika skäl, allt från att inaktivera dem efter användning för att bistå i cellsignalering. Denna process, som kallas proteinnedbrytning eller proteolys, sker ständigt inuti celler. Proteinnivåer måste hålla sig inom specifika nivåer för celler ska fungera, så celler har en mängd olika sätt att smälta dessa molekyler.

Olika proteiner bryts ner i varierande takt. Strukturproteiner och enzymer tenderar att vara längre än reglerande proteiner, och kan ha halveringstider på 1-3 dagar. Beroende på proteinet, var som helst från mindre än 10% av de tillgängliga molekyler till 100% kan delas upp varje timme.

Protein nedbrytning kräver energi i form av adenosintrifosfat (ATP). ATP förbrukas av speciella cellulära enzymer, så kallade proteaser, vars jobb är att smälta proteiner i sina beståndsdelar aminosyror. På grund av kravet på proteolys energi, innebär detta inte bara ske slumpmässigt. Vissa föreningar istället kan markera proteiner för destruktion.

För reglerande proteiner som endast finns för 5 till 120 minuter innan nedbrytning spelar litet protein ubiquitin en roll. Längre levt proteiner kan märkas med ubiquitin att markera dem för destruktion. Detta varnar större proteas komplex, som kallas proteasomer, att ett protein bör delas upp. Proteinet tas inuti och rötas insida proteasomen, en struktur befintligt både i cellkärnan och i cellkroppen.

De proteaser som främjar proteinnedbrytning och utgör proteasomet görs inte i deras aktiva former. De skapas som pre-proteiner, som är större i storlek. Aktivering av dessa proteiner kräver vanligtvis avlägsnande av ett hämmande protein, eller klyva en speciellt område på proteinet.

Flera enzymer finns som är kapabla att proteinnedbrytning. Var och en klyver kol-kvävepeptidbindningar som finns mellan aminosyror. Serinproteaser har enzymer såsom trypsin och elastas, som använder en rest av aminosyran serin att attackera peptidbindningen. Andra proteaser använder zink, aspartat rester, eller andra molekyler för att främja bryta peptidbindning.

Strukturer som kallas lysosomer kan också försämra proteiner på ett icke-specifikt sätt. Dessa föreligger som slutna utrymmen i cellväggen. De är i stånd att ta upp proteiner och smälta dem snabbt.

Exakta priser för matsmältningen beror på vissa villkor. En brist på näringsämnen, till exempel, kommer att påskynda dessa satser. Mindre viktiga molekyler är föremål för proteinnedbrytning först, eftersom deras proteolys skulle frigöra aminosyror för att bilda mer nödvändiga proteiner.

  • Serinproteaser har enzymer som använder en rest av aminosyran serin att attackera peptidbindningen.