Βασική διαφορά – Proteasome vs Protease
Η πρωτεόλυση είναι η διαδικασία της διάσπασης των βιομορίων πρωτεΐνης στα μικρότερα πολυπεπτίδια ή μεμονωμένα αμινοξέα. Οι μη καταλυόμενες αντιδράσεις υδρόλυσης πεπτιδικών δεσμών είναι εξαιρετικά αργές. Και χρειάζονται εκατοντάδες χρόνια για να ολοκληρωθεί πλήρως. Τυπικά, τα ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτές τις αντιδράσεις είναι δύο τύπων. Συμπλέγματα πρωτεασωμάτων και πρωτεάσες. Εκτός από αυτά τα μόρια, το χαμηλό pH, η θερμοκρασία και η ενδομοριακή πέψη επηρεάζουν επίσης την πρωτεόλυση των μορίων πρωτεΐνης. Η πρωτεόλυση μπορεί να εξυπηρετεί διαφορετικούς σκοπούς στους ζωντανούς οργανισμούς. Για παράδειγμα, τα πεπτικά ένζυμα διασπούν την τροφή σε μεμονωμένα αμινοξέα που χρησιμοποιούνται αργότερα ως ενεργειακοί πόροι από τους ζωντανούς οργανισμούς. Από την άλλη πλευρά, η πρωτεόλυση είναι εξαιρετικά σημαντική για την επεξεργασία της ήδη συντιθέμενης πολυπεπτιδικής αλυσίδας προκειμένου να σχηματιστεί το ενεργό μόριο πρωτεΐνης. Είναι επίσης σημαντικό σε ορισμένες κυτταρικές και φυσιολογικές διεργασίες, όπως η πρόληψη της συσσώρευσης ορισμένων ανεπιθύμητων πρωτεϊνών στο κύτταρο. Η βασική διαφορά μεταξύ πρωτεασώματος και πρωτεάσης είναι ότι το πρωτεάσωμα εμπλέκεται στο ξεδίπλωμα των πρωτεϊνικών μορίων ενώ οι πρωτεάσες διασπούν τις πρωτεΐνες σε μεμονωμένα αμινοξέα.
Τι είναι το Proteasome;
Τα πρωτεασώματα είναι κυλινδρικές πρωτεΐνες που περιέχουν τέσσερις στοιβαγμένους, επτά μεμβρανικούς δακτυλίους. Συνήθως βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Οι δύο εξωτερικοί δακτύλιοι ονομάζονται άλφα υπομονάδα και βρέθηκε ότι είναι ανενεργοί. Οι δύο εσωτερικοί δακτύλιοι ονομάζονται βήτα υπομονάδες και είναι πρωτεολυτικά ενεργοί. Τα πρωτεασώματα μπορούν να βρεθούν τόσο σε αρχαϊκά βακτήρια όσο και σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Το ευκαρυωτικό πρωτεάσωμα 26S περιέχει ένα σωματίδιο πυρήνα (20S) που αποτελείται από επτά άλφα υπομονάδες και επτά βήτα υπομονάδες. Περιέχει επίσης ένα ρυθμιστικό καπάκι (19S) το οποίο αποτελείται από τουλάχιστον 17 υπομονάδες. Το πρωτεάσωμα 26S εμπλέκεται στην κατευθυνόμενη από ουβικιτίνη ξεδίπλωμα και πρωτεόλυση στο ευκαρυωτικό ζωντανό κύτταρο. Για να επιτευχθεί αυτή η διαδικασία, ένα ένζυμο Ε1 ενεργοποιεί πρώτα το μόριο ουβικιτίνης και στη συνέχεια το μεταφέρει στο ένζυμο Ε2. Και τελικά αυτό το μόριο ουβικιτίνης προσκολλάται στο υπόλειμμα λυσίνης του μορίου πρωτεΐνης για να αποικοδομηθεί από ένα ένζυμο λιγκάσης Ε3. Αργότερα το μόριο ουβικιτίνης κατευθύνεται στην αναγνώριση της σημαδεμένης πρωτεΐνης για να αποικοδομηθεί από το πρωτεάσωμα.
Εικόνα 01: Πρωτεάσωμα
Το πρωτεάσωμα 26S αποτελείται από δύο ρυθμιστικά καλύμματα 19S και ένα σωματίδιο πυρήνα 20S. Το καπάκι 19S αναγνωρίζει και συνδέεται με πρωτεΐνες ουβικιτινοποιημένες, οι οποίες τροφοδοτούνται από τα μόρια ATP. Μόλις αναγνωριστεί, η σημαδεμένη πρωτεΐνη πρέπει να αφαιρεθεί και να ξεδιπλωθεί για να περάσει μέσα από τα στενά κανάλια του 19S και να εισέλθει στον πυρήνα 20S του κυλινδρικού συμπλέγματος πρωτεασώματος. Στον πυρήνα 20S του συμπλέγματος κάνει στην πραγματικότητα τον τεμαχισμό του μορίου της πρωτεΐνης στα μικρότερα πολυπεπτίδια. Αυτή η διαδικασία που συμβαίνει στο σύμπλεγμα πρωτεασωμάτων είναι μια λειτουργία απώλειας ενέργειας καθώς καταλύεται από τα μόρια ATP.
Τι είναι οι πρωτεάσες;
Οι πρωτεάσες ονομάζονται πεπτιδάσες ή πρωτεϊνάσες που εμπλέκονται στη διαδικασία της πρωτεόλυσης. Σε αντίθεση με το σύμπλεγμα πρωτεασωμάτων, οι πρωτεάσες μοιράζονται το μόριο πρωτεΐνης στα μεμονωμένα αμινοξέα, ως εκ τούτου, ολοκληρώνει τη δουλειά στην πρωτεόλυση. Οι πρωτεάσες βρίσκονται στα ζώα, τα φυτά, τα αρχαία, τα βακτήρια και τους ιούς.
Εικόνα 02: Πρωτεάση
Οι διαφορετικές κατηγορίες πρωτεασών μπορούν να επιτελούν την ίδια λειτουργία με διαφορετικούς καταλυτικούς μηχανισμούς. Οι πρωτεάσες εμπλέκονται στην επεξεργασία των πρωτεϊνών, την πέψη, τη φωτοσύνθεση, την απόπτωση, την παθογένεση του ιού και άλλες ζωτικές δραστηριότητες. Στη διαδικασία της πρωτεόλυσης μετατρέπουν την πρωτεΐνη για να αποικοδομηθεί πλήρως στα μεμονωμένα αμινοξέα. Εκτός από την πέψη, οι πρωτεάσες εμπλέκονται επίσης στην πήξη του αίματος, στη λειτουργία του ανοσοποιητικού, στην ωρίμανση των προορμονών, στον σχηματισμό οστών και στην ανακύκλωση πρωτεϊνών που δεν χρειάζονται πλέον στο ζωντανό κύτταρο.
Επτά είδη πρωτεασών
Με βάση τον καταλυτικό τομέα οι πρωτεάσες είναι επτά τύποι,
- Πρωτεάσες σερίνης – Χρησιμοποιεί ομάδα αλκοόλης σερίνης
- Πρωτεάσες κυστεΐνης – Χρησιμοποιεί ομάδα θειόλης κυστεΐνης
- Πρωτεάσες θρεονίνης – Χρησιμοποιεί δευτερογενή αλκοόλη θρεονίνης
- Ασπαρτική πρωτεάση – Χρησιμοποιεί ασπαρτική καρβοξυλική ομάδα
- Γλουταμινικές πρωτεάσες – Χρησιμοποιεί γλουταμικό καρβοξυλικό οξύ
- Μεταλλοπρωτεάσες – Χρησιμοποιεί μέταλλο συνήθως "Zn"
- Λυάσες πεπτιδίου ασπαραγίνης – Χρησιμοποιεί ασπαραγίνες
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ πρωτεασώματος και πρωτεάσης;
- Και τα δύο είναι βιομόρια πρωτεΐνης.
- Και τα δύο έχουν καταλυτική και ενζυματική ικανότητα.
- Και τα δύο εμπλέκονται στην οδό αποικοδόμησης της πρωτεόλυσης των πρωτεϊνών.
- Και τα δύο καταλύουν ενεργειακές αντιδράσεις εξαρτώμενες από ATP.
- Και τα δύο βρίσκονται σε όλους σχεδόν τους οργανισμούς (ζώα, φυτά, βακτήρια, αρχαία και ιούς).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πρωτεασώματος και πρωτεάσης;
Proteasome vs Protease |
|
| Το πρωτεάσωμα είναι ένα πρωτεϊνικό σύμπλοκο που αποικοδομεί πρωτεΐνες που δεν χρειάζονται ή έχουν καταστραφεί με πρωτεόλυση. | Η πρωτεάση είναι ένα ένζυμο που διασπά πρωτεΐνες και πεπτίδια. |
| Δομή | |
| Το πρωτεάσωμα είναι ένα σχετικά μεγαλύτερο μόριο με σωματίδιο πυρήνα και ρυθμιστικό κάλυμμα. | Οι πρωτεάσες είναι σχετικά μικρότερες με την καταλυτική περιοχή. |
| Συνάρτηση | |
| Το ξεδίπλωμα της πρωτεΐνης και η προκαταρκτική διάσπαση είναι οι λειτουργίες των πρωτεασωμάτων. | Η πλήρης διάσπαση του μορίου πρωτεΐνης σε μεμονωμένα αμινοξέα είναι η κύρια λειτουργία των πρωτεασών. |
| Εξάρτηση από Ubiquitin | |
| Το πρωτεάσωμα εξαρτάται από την ουβικιτίνη για τη δραστηριότητά του (κατευθυνόμενη από ουβικιτίνη). | Οι πρωτεάσες δεν εξαρτώνται από την ουβικιτίνη για τη δραστηριότητά της. |
| εξάρτηση pH | |
| Το πρωτεάσωμα δεν εξαρτάται από το pH για τη δραστηριότητά του. | Οι πρωτεάσες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το pH για τη δραστηριότητά τους. |
| Μοριακό Βάρος | |
| Τα πρωτεασώματα είναι μόρια υψηλού μοριακού βάρους. | Οι πρωτεάσες έχουν σχετικά χαμηλού μοριακού βάρους μόρια. |
Σύνοψη – Proteasome vs Protease
Πρωτεόλυση είναι η διαδικασία της διάσπασης της πρωτεΐνης βιομορίου πρωτεΐνης στα μικρότερα πολυπεπτίδια ή μεμονωμένα αμινοξέα. Τυπικά, τα ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτές τις αντιδράσεις είναι δύο τύπων, 1. Σύμπλοκο πρωτεασώματος 2. Πρωτεάσες. Εκτός από αυτά τα πρωτεϊνικά μόρια, το χαμηλό pH, η θερμοκρασία και η ενδομοριακή πέψη προκαλούν επίσης την πρωτεόλυση των μορίων πρωτεΐνης. Το πρωτεάσωμα εμπλέκεται στο ξεδίπλωμα της πρωτεΐνης και στην προκαταρκτική διάσπαση. Από την άλλη πλευρά, οι πρωτεάσες κάνουν την πλήρη διάσπαση του μορίου πρωτεΐνης σε μεμονωμένα αμινοξέα. Αυτό μπορεί να ληφθεί ως η διαφορά μεταξύ Πρωτεασώματος και Πρωτεάσης.
Λήψη της έκδοσης PDF του Proteasome vs Protease
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τη σημείωση παραπομπής. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ πρωτεασώματος και πρωτεάσης
