Vnútrobunková degradácia proteínov: 27. zväzok

Pôvodný názov:

Intracellular Protein Degradation: Volume 27

Obsah knihy:

Tento zväzok prináša súbor prehľadov, ktoré poskytujú súhrn našich súčasných poznatkov o proteolytickom mechanizme a cestách rozkladu proteínov prokaryotických a eukaryotických buniek. Vnútrobunkové odbúravanie proteínov je oveľa viac než len mechanizmus na odstraňovanie nesprávne zložených alebo poškodených proteínov. Keďže mnohé krátkodobé proteíny majú dôležité regulačné funkcie, proteolýza významne prispieva k mnohým bunkovým procesom vrátane regulácie bunkového cyklu a kontroly tranzicie. Okrem toho môže obmedzené proteolytické štiepenie poskytnúť rýchly a účinný mechanizmus aktivácie alebo inaktivácie enzýmov v eukaryotických bunkách. V prvej kapitole Maurizi poskytuje úvod do vnútrobunkovej degradácie proteínov, opisuje štruktúru a funkcie bakteriálnych ATP-dependentných proteáz a skúma vzťah medzi funkciami chaperónov a degradáciou proteínov. Mnohé z princípov sa vzťahujú aj na eukaryotické bunky, aj keď zúčastnené proteázy často nie sú rovnaké. Je zaujímavé, že homológy jednej z bakteriálnych proteáz, iónovej proteázy, sa našli v mitochondriách kvasiniek a cicavcov a homológy proteazómov, ktoré sa nachádzajú vo všetkých eukaryotických bunkách (pozri ďalej), sa objavili v niektorých eubaktériách.

Štúdie proteolýzy v kvasinkách významne prispeli k objasneniu lyzozomálnych (vakuolárnych) aj nelyzozomálnych proteolytických dráh v eukaryotických bunkách. Thumm a Wolf (kapitola 2) opisujú štúdie, ktoré objasnili funkcie proteazómov v nelyzozomálnej proteolýze a príspevok lyzozomálnych proteáz k vnútrobunkovému rozkladu bielkovín. Proteíny môžu byť vybrané na degradáciu rôznymi rozdielnymi mechanizmami. Ubikvitínový systém je jedným zo zložitých a vysoko regulovaných mechanizmov, pomocou ktorého sú eukaryotické proteíny cielene degradované proteozómami. V kapitole 3 Wilkinson uvádza prehľad zložiek a funkcií ubikvitínového systému a zvažuje niektoré známe substráty tejto cesty, medzi ktoré patria regulátory bunkového cyklu a transkripcie. Štruktúru a funkcie proteozómov a ich regulačných zložiek opisujú v dvoch nasledujúcich kapitolách Tanaka a Tanahashi a Dubiel a Rechsteiner. Proteazómy boli prvým známym príkladom treonínových proteáz. Sú to viaczložkové komplexy, ktoré okrem toho, že sú zodpovedné za obrat väčšiny krátkodobých jadrových a cytoplazmatických proteínov, podieľajú sa aj na spracovaní antigénov na prezentáciu cestou MHC triedy I. Nedávne štúdie, ktoré preskúmal McCracken a jeho kolegovia (kapitola 6), vedú k vzrušujúcemu záveru, že niektoré proteíny spojené s ER sú degradované cytozolovými proteazómami.

Lyzozómy sú zodpovedné za degradáciu dlhodobých proteínov a za zvýšenú degradáciu proteínov pozorovanú v podmienkach hladovania. V kapitole 7 Knecht a jeho kolegovia podávajú prehľad lyzozomálnych proteáz a opisujú štúdie úloh lyzozómov a mechanizmov vychytávania proteínov do lyzozómov. Metódy merania relatívneho podielu rôznych proteolytických systémov (napr. ubikvitín-proteazómová cesta, vápnik-dependentné proteázy, lyzozómy) na degradácii svalových bielkovín a závery z takýchto štúdií hodnotia Attai a Taillinder v nasledujúcej kapitole. Napokon, proteázy zohrávajú dôležitú úlohu pri signalizácii apoptózy tým, že katalyzujú obmedzené štiepenie enzýmov. Mason a Beyette skúmajú úlohu hlavných aktérov, kaspáz, ktoré sú aktivované a zároveň katalyzujú limitovanú proteolýzu, a tiež zvažujú zapojenie ďalších protoelytických enzýmov do tejto cesty vedúcej k bunkovej smrti.