Klíčový rozdíl – proteazom vs proteáza
Proteolýza je proces rozkladu proteinových biomolekul na menší polypeptidy nebo jednotlivé aminokyseliny. Nekatalyzované reakce hydrolýzy peptidových vazeb jsou extrémně pomalé. A úplné dokončení trvá stovky let. Typicky jsou enzymy zapojené do těchto reakcí dva typy; Proteasomové komplexy a proteázy. Kromě těchto molekul ovlivňuje proteolýzu proteinových molekul také nízké pH, teplota a intramolekulární trávení. Proteolýza může v živých organismech sloužit různým účelům. Například trávicí enzymy rozkládají potravu na jednotlivé aminokyseliny, které později živé organismy využívají jako energetické zdroje. Na druhé straně je proteolýza extrémně důležitá pro zpracování již syntetizovaného polypeptidového řetězce za účelem vytvoření aktivní molekuly proteinu. Je také důležitý v některých buněčných a fyziologických procesech, jako je prevence akumulace některých nežádoucích proteinů v buňce. Klíčový rozdíl mezi proteazomem a proteázou je v tom, že proteazom se podílí na rozkládání proteinových molekul, zatímco proteázy rozkládají rozložené proteiny na jednotlivé aminokyseliny.
Co je to Proteasome?
Proteazomy jsou cylindrické proteiny obsahující čtyři naskládané, sedm membránových prstenců. Obvykle se nacházejí v cytosolu. Dva vnější kruhy se nazývají alfa podjednotka a zjistilo se, že jsou neaktivní. Dva vnitřní kruhy se nazývají beta podjednotka a jsou proteolyticky aktivní. Proteazomy lze nalézt jak v archaálních bakteriích, tak i v eukaryotických organismech. Eukaryotický proteazom 26S obsahuje jednu jádrovou částici (20S), která se skládá ze sedmi alfa podjednotek a sedmi beta podjednotek. Obsahuje také regulační uzávěr (19S), který se skládá z nejméně 17 podjednotek. Proteazom 26S se podílí na ubikvitinem řízeném rozvinutí a proteolýze v eukaryotické živé buňce. K provedení tohoto procesu enzym E1 nejprve aktivuje molekulu ubikvitinu a poté ji přenese na enzym E2. A nakonec se tato molekula ubikvitinu připojí k lysinovému zbytku molekuly proteinu, který má být degradován enzymem E3 ligázou. Později je molekula ubikvitinu zaměřena na rozpoznání označeného proteinu, který má být degradován proteazomem.
Obrázek 01: Proteazom
Proteazom 26S se skládá ze dvou regulačních čepiček 19S a jedné jádrové částice 20S. Čepice 19S rozpoznává a váže se na ubikvitinované proteiny, které jsou poháněny molekulami ATP. Jakmile je označený protein rozpoznán, musí se de ubikvitinovat a rozvinout, aby prošel úzkými kanály 19S a vstoupil do jádra 20S cylindrického proteazomového komplexu. V 20S jádru komplexu ve skutečnosti provádí sekání molekuly proteinu na menší polypeptidy. Tento proces, který se děje v proteazomovém komplexu, je operace se ztrátou energie, protože je katalyzována molekulami ATP.
Co jsou proteázy?
Proteázy se nazývají peptidázy nebo proteinázy, které se účastní procesu proteolýzy. Na rozdíl od proteazomového komplexu, proteázy sdílejí molekulu proteinu na jednotlivé aminokyseliny, a tak dokončují práci v proteolýze. Proteázy se nacházejí ve zvířatech, rostlinách, archeích, bakteriích a virech.
Obrázek 02: Proteáza
Různé třídy proteáz mohou vykonávat stejnou funkci s různými katalytickými mechanismy. Proteázy se podílejí na zpracování bílkovin, trávení, fotosyntéze, apoptóze, virové patogenezi a dalších životně důležitých činnostech. V procesu proteolýzy přeměňují protein tak, aby byl zcela degradován na jednotlivé aminokyseliny. Kromě trávení se proteázy také podílejí na srážení krve, imunitních funkcí, zrání prohormonů, tvorbě kostí a recyklaci proteinů, které živá buňka již nepotřebuje.
Sedm typů proteáz
Na základě katalytické domény je proteáz sedm typů,
- Serinové proteázy – Používá serinovou alkoholovou skupinu
- Cysteinové proteázy – Používá cykteinthiolovou skupinu
- Threoninové proteázy – Používá threonin sekundární alkohol
- Asparagová proteáza – používá aspartát karboxylovou skupinu
- Glutamové proteázy – Využívá kyselinu glutamátkarboxylovou
- Metaloproteázy – Používá kov obvykle „Zn“
- Asparaginové peptidové lyázy – využívá asparaginy
Jaké jsou podobnosti mezi proteazomem a proteázou?
- Oba jsou proteinové biomolekuly.
- Oba mají katalytické a enzymatické schopnosti.
- Oba se podílejí na proteolýzové degradační dráze proteinů.
- Oba katalyzují energetické reakce závislé na ATP.
- Oba se vyskytují téměř ve všech organismech (zvířata, rostliny, bakterie, archaea a viry).
Jaký je rozdíl mezi proteazomem a proteázou?
Proteazom vs proteáza |
|
| Proteazom je proteinový komplex, který degraduje nepotřebné nebo poškozené proteiny proteolýzou. | Proteáza je enzym, který štěpí proteiny a peptidy. |
| Struktura | |
| Proteazom je relativně větší molekula s jádrovou částicí a regulační čepičkou. | Proteázy jsou relativně menší s katalytickou doménou. |
| Function | |
| Rozbalení bílkovin a předběžné štěpení jsou funkcemi proteazomů. | Hlavní funkcí proteáz je úplné štěpení molekuly proteinu na jednotlivé aminokyseliny. |
| Závislost na ubikvitinu | |
| Proteazom závisí na ubiquitinu pro jeho aktivitu (ubiquitin řízený). | Proteázy nezávisí na ubiquitinu, pokud jde o jeho aktivitu. |
| závislost na pH | |
| Proteazom nezávisí svou aktivitou na pH. | Aktivita proteáz vysoce závisí na pH. |
| Molekulární hmotnost | |
| Proteazomy jsou molekuly s vysokou molekulovou hmotností. | Proteázy mají molekuly s relativně nízkou molekulovou hmotností. |
Shrnutí – Proteazom vs proteáza
Proteolýza je proces rozkladu proteinové biomolekuly proteinu na menší polypeptidy nebo jednotlivé aminokyseliny. Typicky jsou enzymy zapojené do těchto reakcí dva typy, 1. Proteazomový komplex 2. Proteázy. Kromě těchto proteinových molekul způsobuje nízké pH, teplota a intramolekulární trávení také proteolýzu proteinových molekul. Proteazom se podílí na rozbalení a předběžném štěpení proteinu. Na druhé straně proteázy provádějí úplné štěpení molekuly proteinu na jednotlivé aminokyseliny. To lze považovat za rozdíl mezi proteazomem a proteázou.
Stáhněte si PDF verzi Proteasome vs Protease
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si prosím PDF verzi zde Rozdíl mezi proteazomem a proteázou
