Протеолиз - руйнування білків
Клітинна система, яка контролює метаболізм білків, включає систему їх руйнування з метою повторного використання амінокислот. Руйнування білків називається протеолізом. Більшість білків, призначених для руйнування, неодноразово піддавалося фолдінг і рефолдингу. Ферменти, що беруть участь в протеолизе білків, отримали назву протеолітичних ферментів. які формують протеасому. Зазвичай це циліндричні структури, нарізують білки на невеликі фрагменти.
Протеолітичні ферменти запобігають накопиченню аномальних поліпептидів всередині клітин і зберігають енергію, необхідну для утворення амінокислот. В еукаріотичних системах руйнування білків передує їх маркування. Маркери настільки всюдисущі в клітині, що отримали назву Убіквітин (від англ. Ubiquitous - всюдисущий, повсюдний). У той час як одна молекула убіквітину зв'язується з білком, безліч інших молекул приєднуються і взаємодіють з Протеасома (рис. 8.7).
Мал. 8.7. руйнування білка
Більшість білків, які є мішенями протеолітичних ферментів, руйнується в результаті впливу стресових факторів середовища. Руйнуються також білки, спочатку піддавалися неправильного фолдінг. Деякі білки мають короткий період життя.
Блок-схема, показана на рис. 8.8, і нижченаведений перелік подій описують процес, який використовує клітина для утворення білків, забезпечення правильного фолдинга білків, а також їх руйнування.
Мал. 8.8. Освіта і метаболізм білка.
1. Освіта білків відбувається, тільки коли умови навколишнього середовища визначають їх необхідність.
2. Більшість генів кодує більше одного білка. мРНК, що синтезується на матриці ДНК, може містити безглузді кодони і, отже, повинна бути «відредагована» для освіти правильного білка.
3. мРНК «редагується» клітинними ферментами.
4. Утворений білок може утримуватися шаперонами до тих пір, поки навколишні умови не будуть сприятливими для правильного фолдинга білка.
5. фолдінг-шаперони необхідні для правильного фолдинга.
6. Якщо згортання білків був здійснений невірно, дезагрегірующіе шаперони розгорнуть його і дозволять йому прийняти правильну конформацію.
7. Багато білки повинні піддатися рефолдингу, щоб вбудуватися в мембрану.
8. Секреторні шаперони повинні зв'язатися зі спеціальною амінокислотною послідовністю, що входить до складу білка, перед тим як виводитися з клітини.
9. Старіючі білки і білки, які зазнали неправильного фолдінг, з'єднуються з убіквітин і руйнуються за участю протеасом.