Ubiquitination:
Ubiquitination är en avgörande process där en liten proteinmodifierare som kallas ubiquitin fästs till målproteinet, vilket i huvudsak markerar det för nedbrytning. Denna process involverar en serie enzymatiska reaktioner som utförs av ubiquitin-aktiverande enzymer (E1s), ubiquitin-konjugerande enzymer (E2s) och ubiquitinligaser (E3s).
- E1-enzymer aktiverar ubiquitin genom att bilda en tioesterbindning mellan ubiquitin C-terminalen och en cysteinrest på E1-enzymet.
- E2-enzymer bär det aktiverade ubiquitinet från E1-enzymer och bildar en E2-ubiquitin-tioestermellanprodukt.
- E3-enzymer är ansvariga för att överföra ubiquitinet från E2-enzymet till målproteinet. E3-enzymer kan känna igen specifika nedbrytningssignaler eller motiv inom målproteinet, såsom PEST-sekvensen eller felveckade regioner.
När väl målproteinet är polyubiquitinerat, känns det igen av proteasomen, ett stort proteinkomplex som fungerar som en cellulär "förstörare". Proteasomen vecklar ut sig och bryter ned det ubiquitinerade proteinet, och släpper dess byggstenar (aminosyror) tillbaka till cellpoolen för återvinning.
Autofagi:
Autofagi är en bredare cellulär process som involverar nedbrytning och återvinning av olika cellulära komponenter, inklusive proteiner, lipider och organeller. Det finns tre huvudtyper av autofagi:makroautofagi, mikroautofagi och chaperone-medierad autofagi.
- Makroautofagi:Detta är den vanligaste formen av autofagi. Det involverar sekvestrering av cytoplasmatiska komponenter, inklusive proteiner, i dubbelmembranvesiklar som kallas autofagosomer. Autofagosomerna smälter sedan samman med lysosomer, där det inneslutna materialet bryts ned av lysosomala enzymer.
- Mikroautofagi:I denna process uppslukas och bryts delar av cytoplasman direkt av lysosomer utan att autofagosomer bildas.
- Chaperone-medierad autofagi:Denna selektiva typ av autofagi riktar sig mot specifika proteiner som innehåller ett specifikt igenkänningsmotiv. Dessa proteiner känns igen och levereras till lysosomer av chaperonproteiner.
Genom dessa processer kan cellen effektivt ta bort skadade eller onödiga proteiner, upprätthålla cellulär homeostas och återvinna värdefulla resurser. Dysreglering av proteinnedbrytningsvägar har kopplats till olika mänskliga sjukdomar, vilket framhäver deras avgörande roll för cellulär hälsa och funktion.
