Peamine erinevus – proteasoom vs proteaas
Proteolüüs on valgu biomolekulide lagunemise protsess väiksemateks polüpeptiidideks või üksikuteks aminohapeteks. Peptiidsidemete hüdrolüüsi katalüüsimata reaktsioonid on äärmiselt aeglased. Ja selle täielikuks valmimiseks kulub sadu aastaid. Tavaliselt on nendes reaktsioonides osalevaid ensüüme kahte tüüpi; Proteasoomi kompleksid ja proteaasid. Peale nende molekulide mõjutavad valgumolekulide proteolüüsi ka madal pH, temperatuur ja molekulisisene seedimine. Proteolüüsil võib elusorganismides olla erinevaid eesmärke. Näiteks seedeensüümid lagundavad toidu üksikuteks aminohapeteks, mida elusorganismid kasutavad hiljem energiaressurssidena. Teisest küljest on proteolüüs äärmiselt oluline juba sünteesitud polüpeptiidahela töötlemiseks, et moodustada aktiivne valgu molekul. See on oluline ka mõnedes rakulistes ja füsioloogilistes protsessides, näiteks vältides mõnede soovimatute valkude kuhjumist rakus. Peamine erinevus proteasoomi ja proteaasi vahel on see, et proteasoom osaleb valgumolekulide lahtivoltimises, samas kui proteaasid lagundavad valgud üksikuteks aminohapeteks.
Mis on proteasoom?
Proteasoomid on silindrilised valgud, mis sisaldavad nelja virnastatud seitset membraanirõngast. Tavaliselt leidub neid tsütosoolis. Neid kahte välimist rõngast nimetatakse alfa-subühikuks ja need on passiivsed. Neid kahte sisemist rõngast nimetatakse beeta-subühikuks ja need on proteolüütiliselt aktiivsed. Proteasoome võib leida nii arheaalsetes bakterites kui ka eukarüootsetes organismides. Eukarüootne 26S proteasoom sisaldab ühte tuuma osakest (20S), mis koosneb seitsmest alfa-subühikust ja seitsmest beeta-subühikust. See sisaldab ka regulatiivset korki (19S), mis koosneb vähem alt 17 allüksusest. 26S proteasoom osaleb ubikvitiini suunatud lahtivoltimises ja proteolüüsis eukarüootsetes elusrakkudes. Selle protsessi teostamiseks aktiveerib E1 ensüüm esm alt ubikvitiini molekuli ja seejärel kannab selle üle ensüümile E2. Ja lõpuks kinnitub see ubikvitiini molekul valgumolekuli lüsiinijäägi külge, mis laguneb E3 ligaasi ensüümi toimel. Hiljem suunatakse ubikvitiini molekul tuvastama, et märgistatud valk laguneb proteasoomi poolt.
Joonis 01: Proteasoom
26S proteasoom koosneb kahest 19S reguleerivast korgist ja ühest 20S tuumaosakesest. 19S-kork tunneb ära ja seondub ubikvitineeritud valgud, mida toidavad ATP molekulid. Kui märgistatud valk on äratuntud, tuleb see ubikvitineerida ja lahti voltida, et läbida 19S kitsad kanalid ja siseneda silindrilise proteasoomikompleksi 20S tuuma. Kompleksi 20S tuumas lõikab see tegelikult valgumolekuli väiksemateks polüpeptiidideks. See proteasoomikompleksis toimuv protsess on energiakadu, kuna seda katalüüsivad ATP molekulid.
Mis on proteaasid?
Proteaase nimetatakse peptidaasideks või proteinaasideks, mis osalevad proteolüüsi protsessis. Erinev alt proteasoomikompleksist jagavad proteaasid valgu molekuli üksikuteks aminohapeteks, seega lõpetavad proteolüüsi töö. Proteaase leidub loomades, taimedes, arhedes, bakterites ja viirustes.
Joonis 02: Proteaas
Erinevad proteaasiklassid võivad erinevate katalüütiliste mehhanismidega täita sama funktsiooni. Proteaasid on seotud valkude töötlemise, seedimise, fotosünteesi, apoptoosi, viiruse patogeneesi ja muude elutähtsate tegevustega. Proteolüüsi protsessis muudavad nad lagundatava valgu täielikult üksikuteks aminohapeteks. Peale seedimise proteaasid osalevad ka vere hüübimises, immuunfunktsioonis, prohormoonide küpsemises, luu moodustumises ja valkude taaskasutamises, mida elusrakk enam ei vaja.
Seitse tüüpi proteaasi
Katalüütilise domeeni alusel on proteaase seitset tüüpi,
- Seriinproteaasid – kasutab seriini alkoholirühma
- Tsüsteiinproteaasid – kasutab tsükteiini tioolrühma
- Treoniini proteaasid – kasutab treoniini sekundaarset alkoholi
- Asparagiinproteaas – kasutab aspartaatkarboksüülrühma
- Glutamiinproteaasid – kasutab glutamaatkarboksüülhapet
- Metalloproteaasid – kasutab metalli tavaliselt "Zn"
- Asparagiini peptiidlüaasid – kasutab asparagiine
Millised on proteasoomi ja proteaasi sarnasused?
- Mõlemad on valgu biomolekulid.
- Mõlemal on katalüütiline ja ensümaatiline võime.
- Mõlemad osalevad valkude proteolüüsi lagunemise rajas.
- Mõlemad katalüüsivad ATP-st sõltuvaid energiareaktsioone.
- Mõlemat leidub peaaegu kõigis organismides (loomad, taimed, bakterid, arheed ja viirused).
Mis vahe on proteasoomil ja proteaasil?
Proteasoom vs proteaas |
|
| Proteasoom on valgukompleksid, mis lagundavad proteolüüsi teel mittevajalikke või kahjustatud valke. | Proteaas on ensüüm, mis lagundab valke ja peptiide. |
| Struktuur | |
| Proteasoom on suhteliselt suurem molekul tuumaosakese ja reguleeriva kattega. | Proteaasid on katalüütilise domeeniga suhteliselt väiksemad. |
| Funktsioon | |
| Valkude lahtivoltimine ja esialgne lõhustamine on proteasoomide funktsioonid. | Proteaaside põhifunktsioon on valgumolekuli täielik lõhustamine üksikuteks aminohapeteks. |
| Ubikvitiini sõltuvus | |
| Proteasoomi aktiivsus sõltub ubikvitiinist (ubikvitiinile suunatud). | Proteaaside aktiivsus ei sõltu ubikvitiinist. |
| pH sõltuvus | |
| Proteasoomi aktiivsus ei sõltu pH-st. | Proteaaside aktiivsus sõltub suuresti pH-st. |
| Molekulmass | |
| Proteasoomid on suure molekulmassiga molekulid. | Proteaasidel on suhteliselt madala molekulmassiga molekulid. |
Kokkuvõte – proteasoom vs proteaas
Proteolüüs on valgu biomolekuli valgu lagunemise protsess väiksemateks polüpeptiidideks või üksikuteks aminohapeteks. Tavaliselt on nendes reaktsioonides osalevaid ensüüme kahte tüüpi: 1. Proteasoomikompleks 2. Proteaasid. Peale nende valgumolekulide põhjustavad valgumolekulide proteolüüsi ka madal pH, temperatuur ja molekulisisene seedimine. Proteasoom osaleb valgu lahtivoltimises ja esialgses lõhustamises. Teisest küljest lõhustavad proteaasid valgumolekuli täielikult üksikuteks aminohapeteks. Seda võib pidada proteasoomi ja proteaasi erinevuseks.
Laadi alla PDF-versioon Proteasome vs Protease
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkusele. Laadige PDF-versioon alla siit. Erinevus proteasoomi ja proteaasi vahel
