[科普中國]-蛋白酶體

蛋白酶體廣泛分布于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中，是一種分子量為2000的多亞基復(fù)合物，具有多種蛋白水解酶活性，并且具有泛素依賴性。

基本特征蛋白酶體核心復(fù)合物約700，沉降系數(shù)為20S，由4個(gè)同軸的環(huán)組成，每個(gè)環(huán)由7個(gè)亞基組成，形成一種桶狀結(jié)構(gòu)．位于桶狀結(jié)構(gòu)外側(cè)的兩個(gè)環(huán)稱為α環(huán)，由7個(gè)α亞基組成。桶狀結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的兩個(gè)環(huán)為β環(huán)， 由7個(gè)β亞基組成, 其中β、β2和βs具有蘇氨酸蛋白酶活性位點(diǎn)，具體來說β，具有Caspase樣肽酶活性，β2具有胰蛋白酶樣活性，βs具有胰凝乳蛋白酶樣活性。這些活性位點(diǎn)處于20S中心復(fù)合物內(nèi)部，從而可以有效地防止非特異性蛋白質(zhì)的降解。20S核心復(fù)合物兩端可與三種調(diào)節(jié)復(fù)合物或激活物結(jié)合，如與19S調(diào)節(jié)復(fù)合物結(jié)合即構(gòu)成26S的蛋白酶體復(fù)合體。19S調(diào)節(jié)復(fù)合物通過a環(huán)與核心復(fù)合體相結(jié)合。19S調(diào)節(jié)復(fù)合物由17個(gè)不同亞基組成，由兩部分構(gòu)成，一個(gè)是基底復(fù)合物，另一個(gè)是蓋復(fù)合物。 前者由6個(gè)ATP酶亞基和2個(gè)非ATP酶亞基組成，后者由9個(gè)亞基組成?；讖?fù)合物中的ATP酶亞基分別被命名為Rpt 1~6，負(fù)責(zé)核心復(fù)合體降解腔通道的開啟，具有降解底物去折疊和幫助降解底物進(jìn)入降解腔等功能。蓋復(fù)合物在泛素依賴的蛋白質(zhì)降解過程中主要發(fā)揮識(shí)別泛素降解信號和去泛素化的作用。由此可見， 蓋復(fù)合物與基底復(fù)合物的協(xié)同作用保證了帶有多泛素化標(biāo)簽的底物蛋白質(zhì)能夠進(jìn)入中心復(fù)合體活性中心并被降解為短肽。值得注意的是，原核細(xì)胞的蛋白酶體本身就缺少蓋復(fù)合物。但研究表明，某些非泛素化的降解底物也能夠被這種沒有蓋復(fù)合物的蛋白酶體所降解，人為解離掉蓋復(fù)合物的蛋白酶體也能以ATP依賴的方式降解非泛素化的底物。

另一種與蛋白酶體核心復(fù)合體結(jié)合的復(fù)合物是11S 調(diào)節(jié)因子，也稱為PA28激活因子。該復(fù)合物也能夠促進(jìn)短肽的水解，水解的過程不依賴ATP，并且水解的底物也無需與泛素結(jié)合。PA28分子量為20的復(fù)合物，由a和β亞基組成，兩個(gè)亞基形成異源7聚體，并可以結(jié)合到核心復(fù)合體的兩端，同時(shí)也可以與19S 調(diào)節(jié)復(fù)合物組成“混合蛋白酶體”。研究認(rèn)為，PA28在體內(nèi)抗原加工中發(fā)揮作用，而且通過與γ干擾素的相互作用參與免疫蛋白酶體β亞基的表達(dá)。1

基本功能蛋白質(zhì)是生命功能的體現(xiàn)者，而蛋白酶體直接影響某些蛋白質(zhì)的更新，其中包括錯(cuò)誤折疊蛋白和許多在生命活動(dòng)中起重要作用的蛋白質(zhì)，如p53、cyclin 等，顯然這些蛋白質(zhì)數(shù)量的調(diào)節(jié)會(huì)直接影響相關(guān)的生物學(xué)功能。

蛋白酶體的功能涉及細(xì)胞周期控制、細(xì)胞凋亡、應(yīng)激反應(yīng)、DNA修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄、抗原提呈、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、癌癥、炎癥、神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生等。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李麗霞 - 博士 - 西北農(nóng)林科技大學(xué)