Vad är proteinnedbrytning?

Celler bryter ner proteiner av olika skäl, allt från att inaktivera dem efter användning till att hjälpa till med cellsignalering.Denna process, känd som proteinnedbrytning eller proteolys, sker ständigt inuti cellerna.Proteinnivåer måste hålla sig inom specifika nivåer för att celler ska fungera korrekt, så celler har olika sätt att smälta dessa molekyler.

Olika proteiner bryts ned i olika hastigheter.Strukturella proteiner och enzymer tenderar att hålla längre än reglerande proteiner och kan ha halveringstid på en till tre dagar.Beroende på proteinet kan var som helst från mindre än 10% av tillgängliga molekyler till 100% brytas ner varje timme.

Proteinnedbrytning kräver energi i form av adenosintrifosfat (ATP).ATP konsumeras av speciella cellulära enzymer, kallade proteaser, vars uppgift är att smälta proteiner i deras komponentaminosyror.På grund av energibehovet för proteolys förekommer detta inte bara slumpmässigt.Vissa föreningar kan istället markera proteiner för förstörelse.

För reglerande proteiner som endast finns i 5 till 120 minuter före nedbrytning spelar det lilla proteinet ubiquitin en roll.Längre levda proteiner kan taggas med ubiquitin för att markera dem för förstörelse.Detta varnar större proteaskomplex, kallade proteasomer, att ett protein ska brytas ner.Proteinet tas inuti och digereras inuti proteasomen, en struktur som finns både i cellkärnan och i cellkroppen.

De proteaser som främjar proteinnedbrytning och innefattar proteasomen är inte tillverkade i sina aktiva former.De skapas som pre-proteiner, som är större i storlek.Aktivering av dessa proteiner kräver vanligtvis avlägsnande av ett hämmande protein, eller klyver ett visst område på proteinet.

Det finns flera enzymer som kan nedbrytning av proteinnet.Var och en klyver kol-kväve-peptidbindningar som finns mellan aminosyror.Serinproteaser har enzymer såsom trypsin och elastas, som använder en rest av aminosyran serin för att attackera peptidbindningen.Andra proteaser använder zink, aspartatrester eller andra molekyler för att främja brytning av peptidbindningen.

Strukturer som kallas lysosomer kan också försämra proteiner på ett icke-specifikt sätt.Dessa finns som förseglade fack i cellväggen.De kan ta upp proteiner och smälta dem snabbt.

Exakta matsmältningshastigheter beror på vissa förhållanden.En brist på näringsämnen, till exempel, kommer att påskynda dessa priser.Mindre väsentliga molekyler utsätts först för proteinnedbrytning, eftersom deras proteolys skulle frigöra aminosyror för att bilda mer nödvändiga proteiner.