Kľúčový rozdiel – proteazóm vs proteáza
Proteolýza je proces rozkladu proteínových biomolekúl na menšie polypeptidy alebo jednotlivé aminokyseliny. Nekatalyzované reakcie hydrolýzy peptidových väzieb sú extrémne pomalé. A úplné dokončenie trvá stovky rokov. Typicky sú enzýmy zahrnuté v tejto reakcii dva typy; Proteazómové komplexy a proteázy. Okrem týchto molekúl ovplyvňuje proteolýzu proteínových molekúl aj nízke pH, teplota a intramolekulárne trávenie. Proteolýza môže v živých organizmoch slúžiť rôznym účelom. Napríklad tráviace enzýmy rozkladajú potravu na jednotlivé aminokyseliny, ktoré neskôr živé organizmy využívajú ako energetické zdroje. Na druhej strane je proteolýza mimoriadne dôležitá pre spracovanie už syntetizovaného polypeptidového reťazca za účelom vytvorenia aktívnej proteínovej molekuly. Je tiež dôležitá v niektorých bunkových a fyziologických procesoch, ako je zabránenie akumulácii niektorých nežiaducich proteínov v bunke. Kľúčový rozdiel medzi proteazómom a proteázou je v tom, že proteazóm sa podieľa na rozkladaní proteínových molekúl, zatiaľ čo proteázy rozkladajú proteíny na jednotlivé aminokyseliny.
Čo je to proteazóm?
Proteazómy sú cylindrické proteíny obsahujúce štyri na sebe naskladané, sedem membránových kruhov. Zvyčajne sa nachádzajú v cytosóle. Dva vonkajšie kruhy sa nazývajú alfa podjednotka a zistilo sa, že sú neaktívne. Dva vnútorné kruhy sa nazývajú beta podjednotka a sú proteolyticky aktívne. Proteazómy možno nájsť tak v archaálnych baktériách, ako aj v eukaryotických organizmoch. Eukaryotický 26S proteazóm obsahuje jednu jadrovú časticu (20S), ktorá sa skladá zo siedmich alfa podjednotiek a siedmich beta podjednotiek. Obsahuje tiež regulačný uzáver (19S), ktorý pozostáva z najmenej 17 podjednotiek. Proteazóm 26S sa podieľa na ubikvitínom riadenom rozvinutí a proteolýze v eukaryotickej živej bunke. Na uskutočnenie tohto procesu enzým E1 najprv aktivuje molekulu ubikvitínu a potom ju prenesie na enzým E2. A nakoniec sa táto ubikvitínová molekula pripojí k lyzínovému zvyšku molekuly proteínu, ktorý má byť degradovaný enzýmom E3 ligáza. Neskôr je molekula ubikvitínu nasmerovaná na rozpoznávanie označeného proteínu, ktorý má byť degradovaný proteazómom.
Obrázok 01: Proteazóm
Proteazóm 26S sa skladá z dvoch regulačných uzáverov 19S a jednej jadrovej častice 20S. Čiapočka 19S rozpoznáva a viaže sa na ubikvitinované proteíny, ktoré sú poháňané molekulami ATP. Po rozpoznaní sa označený proteín musí de ubikvitinovať a rozvinúť, aby prešiel úzkymi kanálmi 19S a vstúpil do jadra 20S cylindrického proteazómového komplexu. V jadre 20S komplexu v skutočnosti robí sekanie molekuly proteínu na menšie polypeptidy. Tento proces, ktorý prebieha v proteazómovom komplexe, je operácia straty energie, pretože je katalyzovaná molekulami ATP.
Čo sú to proteázy?
Proteázy sa nazývajú peptidázy alebo proteinázy, ktoré sa podieľajú na procese proteolýzy. Na rozdiel od proteazómového komplexu, proteázy zdieľajú molekulu proteínu do jednotlivých aminokyselín, a tak dokončujú prácu v proteolýze. Proteázy sa nachádzajú vo zvieratách, rastlinách, archeách, baktériách a vírusoch.
Obrázok 02: Proteáza
Rôzne triedy proteáz môžu vykonávať rovnakú funkciu s rôznymi katalytickými mechanizmami. Proteázy sa podieľajú na spracovaní bielkovín, trávení, fotosyntéze, apoptóze, vírusovej patogenéze a iných životne dôležitých činnostiach. V procese proteolýzy premieňajú proteín, ktorý sa má úplne odbúrať, na jednotlivé aminokyseliny. Okrem trávenia sa proteázy podieľajú aj na zrážaní krvi, imunitnej funkcii, dozrievaní prohormónov, tvorbe kostí a recyklácii bielkovín, ktoré už živá bunka nepotrebuje.
Sedem typov proteáz
Na základe katalytickej domény je proteáz sedem typov,
- Serínové proteázy – Používa skupinu serínových alkoholov
- Cysteínové proteázy – Využíva cykteínovú tiolovú skupinu
- Treonínové proteázy – Používa treonínový sekundárny alkohol
- Asparágová proteáza – využíva aspartát karboxylovú skupinu
- Glutámové proteázy – využíva kyselinu glutamátkarboxylovú
- Metaloproteázy – Používa kov zvyčajne „Zn“
- Asparagínové peptidové lyázy – využíva asparagíny
Aké sú podobnosti medzi proteazómom a proteázou?
- Obidve sú proteínové biomolekuly.
- Obe majú katalytickú a enzymatickú schopnosť.
- Obidve sa podieľajú na dráhe degradácie proteínov proteolýzou.
- Obaja katalyzujú energetické reakcie závislé od ATP.
- Obe sa nachádzajú takmer vo všetkých organizmoch (zvieratá, rastliny, baktérie, archaea a vírusy).
Aký je rozdiel medzi proteazómom a proteázou?
Proteazóm vs proteáza |
|
| Proteazóm je proteínový komplex, ktorý degraduje nepotrebné alebo poškodené proteíny proteolýzou. | Proteáza je enzým, ktorý štiepi proteíny a peptidy. |
| Structure | |
| Proteazóm je relatívne väčšia molekula s jadrovou časticou a regulačným uzáverom. | Proteázy sú relatívne menšie s katalytickou doménou. |
| Function | |
| Rozvíjanie proteínu a predbežné štiepenie sú funkciami proteazómov. | Hlavnou funkciou proteáz je úplné štiepenie molekuly proteínu na jednotlivé aminokyseliny. |
| Závislosť od ubikvitínu | |
| Proteazóm závisí od aktivity ubikvitínu (riadený ubikvitínom). | Proteázy nezávisia od ubikvitínu vo svojej aktivite. |
| závislosť na pH | |
| Proteazóm pri svojej aktivite nezávisí od pH. | Proteázy vo veľkej miere závisia od pH svojej aktivity. |
| Molekulárna hmotnosť | |
| Proteazómy sú molekuly s vysokou molekulovou hmotnosťou. | Proteázy majú molekuly s relatívne nízkou molekulovou hmotnosťou. |
Zhrnutie – Proteazóm verzus proteáza
Proteolýza je proces rozkladu proteínovej biomolekuly proteínu na menšie polypeptidy alebo jednotlivé aminokyseliny. Typicky sú enzýmy zapojené do týchto reakcií dva typy, 1. Proteazómový komplex 2. Proteázy. Okrem týchto proteínových molekúl nízke pH, teplota a intramolekulárne trávenie tiež spôsobujú proteolýzu proteínových molekúl. Proteazóm sa podieľa na rozvinutí proteínu a jeho predbežnom štiepení. Na druhej strane, proteázy robia úplné štiepenie proteínovej molekuly na jednotlivé aminokyseliny. Toto možno považovať za rozdiel medzi proteazómom a proteázou.
Stiahnite si PDF verziu Proteazom vs Protease
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi proteazómom a proteázou
