Wat is eiwitafbraak?

Cellen breken eiwitten om verschillende redenen af, variërend van het inactiveren ervan na gebruik tot assistentie bij celsignalering.Dit proces, bekend als eiwitafbraak of proteolyse, vindt constant plaats in cellen.Eiwitniveaus moeten binnen specifieke niveaus blijven om cellen goed te functioneren, dus cellen hebben verschillende manieren om deze moleculen te verteren.

Verschillende eiwitten breken af met verschillende snelheden.Structurele eiwitten en enzymen gaan meestal langer mee dan regulerende eiwitten en kunnen halfwaardetijden van één tot drie dagen hebben.Afhankelijk van het eiwit, van minder dan 10% van de beschikbare moleculen tot 100%, kan elk uur worden afgebroken.

Eiwitafbraak vereist energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP).ATP wordt geconsumeerd door speciale cellulaire enzymen, proteasen genoemd, waarvan de taak is om eiwitten in hun componentaminozuren te verteren.Vanwege de energie -eis van proteolyse komt dit niet alleen willekeurig voor.Bepaalde verbindingen kunnen in plaats daarvan eiwitten markeren voor vernietiging.

Voor regulerende eiwitten die slechts 5 tot 120 minuten vóór afbraak bestaan, speelt het kleine eiwit ubiquitine een rol.Langere geleefde eiwitten kunnen worden getagd met ubiquitine om ze te markeren voor vernietiging.Dit waarschuwt grotere proteasecomplexen, proteasomen genoemd, dat een eiwit moet worden afgebroken.Het eiwit wordt naar binnen genomen en in het proteasoom gedigereerd, een structuur die zowel in de celkern als in het cellichaam bestaat.

De proteasen die eiwitafbraak bevorderen en het proteasoom omvatten, worden niet gemaakt in hun actieve vormen.Ze worden gemaakt als pre-eiwitten, die groter zijn.Activering van deze eiwitten vereist meestal verwijdering van een remmend eiwit, of splitst een bepaald gebied op het eiwit.

Er bestaan verschillende enzymen die in staat zijn tot afbraak van eiwitten.Elk splitst koolstof-nitrogene peptidebindingen die bestaan tussen aminozuren.Serine -proteasen hebben enzymen zoals trypsine en elastase, die een residu van de aminozuurserine gebruiken om de peptidebinding aan te vallen.Andere proteasen gebruiken zink, aspartaatresiduen of andere moleculen om het doorbreken van de peptidebinding te bevorderen.

Structuren genaamd lysosomen kunnen eiwitten ook op een niet-specifieke manier afbreken.Deze bestaan als afgesloten compartimenten in de celwand.Ze zijn in staat om eiwitten op te nemen en ze snel te verteren.

Exacte spijsverteringspercentages zijn afhankelijk van bepaalde voorwaarden.Een gebrek aan voedingsstoffen zal bijvoorbeeld deze tarieven versnellen.Minder essentiële moleculen zijn eerst onderworpen aan eiwitafbraak, omdat hun proteolyse aminozuren zou vrijmaken om meer noodzakelijke eiwitten te vormen.