Cos'è la degradazione delle proteine?

Le cellule abbattono le proteine per una serie di ragioni, che vanno dall'inattivazione dopo l'uso all'assistenza nella segnalazione cellulare.Questo processo, noto come degradazione delle proteine o proteolisi, si svolge costantemente all'interno delle cellule.I livelli di proteina devono rimanere entro livelli specifici affinché le cellule possano funzionare correttamente, quindi le cellule hanno una varietà di modi per digerire queste molecole.

Proteine diverse si rompono a velocità variabili.Le proteine strutturali e gli enzimi tendono a durare più a lungo delle proteine regolatori e possono avere emivite da uno a tre giorni.A seconda della proteina, ovunque da meno del 10% delle molecole disponibili al 100% può essere scomposto ogni ora. La degradazione delle proteine richiede energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP).L'ATP è consumato da speciali enzimi cellulari, chiamati proteasi, il cui compito è digerire le proteine nei loro aminoacidi componenti.A causa del fabbisogno energetico della proteolisi, ciò non si verifica semplicemente in modo casuale.Alcuni composti possono invece contrassegnare le proteine per la distruzione.

Per le proteine regolatori che esistono solo per 5-120 minuti prima della degradazione, la piccola ubiquitina proteica svolge un ruolo.Le proteine vissute più a lungo possono essere taggate con ubiquitina per contrassegnarle per la distruzione.Ciò avvisa più grandi complessi di proteasi, chiamati proteasomi, che una proteina dovrebbe essere scomposta.La proteina viene presa all'interno e digerita all'interno del proteasoma, una struttura esistente sia nel nucleo cellulare che nel corpo cellulare.

Le proteasi che promuovono la degradazione delle proteine e comprendono il proteasoma non sono fatte nelle loro forme attive.Sono creati come pre-proteine, che hanno dimensioni più grandi.L'attivazione di queste proteine di solito richiede la rimozione di una proteina inibitoria o la scissione di una determinata area sulla proteina.

Esistono diversi enzimi che sono in grado di degradazione delle proteine.Ognuno si scinde i legami peptidici di carbonio-nitrogeno esistenti tra aminoacidi.Le proteasi della serina hanno enzimi come la tripsina ed elastasi, che usano un residuo della serina dell'aminoacido per attaccare il legame peptidico.Altre proteasi usano zinco, residui di aspartato o altre molecole per promuovere la rottura del legame peptidico. Le strutture chiamate lisosomi possono anche degradare le proteine in modo non specifico.Questi esistono come compartimenti sigillati all'interno della parete cellulare.Sono in grado di assumere le proteine e digerirle rapidamente.

I tassi esatti di digestione dipendono da determinate condizioni.Una mancanza di nutrienti, ad esempio, accelererà questi tassi.Le molecole meno essenziali sono prima alla degradazione delle proteine, poiché la loro proteolisi libererebbe gli aminoacidi per formare proteine più necessarie.