Hvad er proteinnedbrydning?

Celler nedbryder proteiner af forskellige årsager, der spænder fra inaktivering af dem efter brug til at hjælpe med cellesignalering.Denne proces, kendt som proteinnedbrydning eller proteolyse, finder sted konstant inde i celler.Proteinniveauer skal forblive inden for specifikke niveauer for at celler kan fungere korrekt, så celler har forskellige måder at fordøje disse molekyler på.

Forskellige proteiner bryder sammen med forskellige hastigheder.Strukturelle proteiner og enzymer har en tendens til at vare længere end regulatoriske proteiner og kan have halveringstider på en til tre dage.Afhængig af proteinet, overalt fra mindre end 10% af tilgængelige molekyler til 100%, kan det opdeles hver time.

Proteinnedbrydning kræver energi i form af adenosintriphosphat (ATP).ATP forbruges af specielle cellulære enzymer, kaldet proteaser, hvis job er at fordøje proteiner i deres komponentaminosyrer.På grund af energibehovet ved proteolyse forekommer dette ikke blot tilfældigt.Visse forbindelser kan i stedet markere proteiner til ødelæggelse.

For regulatoriske proteiner, der kun findes i 5 til 120 minutter før nedbrydning, spiller det lille protein ubiquitin en rolle.Længere levede proteiner kan blive mærket med ubiquitin for at markere dem til ødelæggelse.Dette advarer større protease -komplekser, kaldet proteasomer, om, at et protein skal nedbrydes.Proteinet tages inde og fordøjes inde i proteasomet, en struktur, der eksisterer både i cellekernen og i cellelegemet.

Proteaserne, der fremmer proteinnedbrydning og omfatter proteasomet, fremstilles ikke i deres aktive former.De oprettes som for-proteiner, som er større i størrelse.Aktivering af disse proteiner kræver normalt fjernelse af et inhiberende protein eller spaltning af et bestemt område på proteinet.

Der findes flere enzymer, der er i stand til proteinnedbrydning.Hver af dem spalter kulstof-nitrogenpeptidbindinger, der findes mellem aminosyrer.Serinproteaser har enzymer, såsom trypsin og elastase, der bruger en rest af aminosyreserinen til at angribe peptidbindingen.Andre proteaser bruger zink, aspartatrester eller andre molekyler til at fremme brud på peptidbindingen.

Strukturer kaldet lysosomer kan også nedbryde proteiner på en ikke-specifik måde.Disse findes som forseglede rum i cellevæggen.De er i stand til at optage proteiner og fordøje dem hurtigt.

Eksakte fordøjelseshastigheder afhænger af visse betingelser.Mangel på næringsstoffer, for eksempel, vil fremskynde disse satser.Mindre essentielle molekyler er først underlagt proteinnedbrydning, da deres proteolyse ville frigøre aminosyrer til at danne mere nødvendige proteiner.