Proteazomul Curs UTM

8/20/2019 Proteazomul Curs UTM

1/17

ProteazomulProteazomul


2/17

IntroducereIntroducere

Organite nedelimitate de endomembrane –Organite nedelimitate de endomembrane –complexe proteice maricomplexe proteice mari

Prezente la unele bacterii si la toatePrezente la unele bacterii si la toatecelulele organismelor eucariotecelulele organismelor eucariote– in citoplasmain citoplasma

– in nucleuin nucleu

Functie – degradarea proteinelor nedoriteFunctie – degradarea proteinelor nedoritesau necorespunzatoare prinsau necorespunzatoare prin proteolizaproteoliza Marcare – lant de poliubiquitina –Marcare – lant de poliubiquitina – ubiquitinubiquitin

ligazeligaze


3/17

IntroducereIntroducere

Degradarea proteica la nivelulDegradarea proteica la nivelulproteazomului – importanta inproteazomului – importanta inmultiple procese celulare:multiple procese celulare:– Ciclul celular, apoptozaCiclul celular, apoptoza

– eglarea expresiei unor geneeglarea expresiei unor gene

– aspunsul la stressul oxidativaspunsul la stressul oxidativ

Premiul !obel pt c"imie – #$$% –Premiul !obel pt c"imie – #$$% –&aron Ciec"anover, &vram 'ers"(o,&aron Ciec"anover, &vram 'ers"(o,Ir)in oseIr)in ose


4/17

*tructura si organizare*tructura si organizare

Proteazomul +#*- – constituitProteazomul +#*- – constituitdin:din:

– .n miez catalitic +#$*-, in /orma de.n miez catalitic +#$*-, in /orma de

cilindru –cilindru – proteolizaproteoliza

– # subunitati reglatoare +01*- –# subunitati reglatoare +01*- –contin multiplecontin multiple situsuri activesitusuri active

&2Pazice&2Pazice sisi situsuri ce leagasitusuri ce lea

ga

ubiquitinaub

iquitina 3 recunosc proteinele3 recunosc proteinele

poliubiquitinate si le trans/era catrepoliubiquitinate si le trans/era catre

miezul cataliticmiezul catalitic– *ubunitati*ubunitati reglatoare alternativereglatoare alternative

+00*-+00*- 33 degradarea proteinelordegradarea proteinelor

straine +ex4 virale-straine +ex4 virale-


5/17


6/17

*tructura si organizare*tructura si organizare

– particula miez #$*– particula miez #$*

% structuri inelare suprapuse, "eptamerice% structuri inelare suprapuse, "eptamerice Cele # externe – subunitatiCele # externe – subunitati 55 – rol– rol

structuralstructural Cele # interne –Cele # interne – subunitatisubunitati 66 – rol– rol

predominant cataliticpredominant catalitic subunitatilesubunitatile 55

– domenii de andocare pt particulele reglatoaredomenii de andocare pt particulele reglatoare

– capetele !7terminale 3 poarta ce bloc"eazacapetele !7terminale 3 poarta ce bloc"eazaaccesul liber al substratului in cavitateaccesul liber al substratului in cavitate

subunitatilesubunitatile 66 – contin situsurile active proteazicecontin situsurile active proteazice

Proteinele trebuie sa 8e cel putin partialProteinele trebuie sa 8e cel putin partialdespac"etate pt a patrunde in cavitatedespac"etate pt a patrunde in cavitate


7/17

*tructura si organizare – particula*tructura si organizare – particula

reglatoare 01*reglatoare 01*

# subansamble:# subansamble:– unul la baza – se leaga de subunitatileunul la baza – se leaga de subunitatile 55– unul super8cial – leaga poliubiquitinaunul super8cial – leaga poliubiquitina

proteine din subansamblul de baza 9 &2Paze proteine din subansamblul de baza 9 &2Paze Doar etapa deDoar etapa de despachetaredespachetare a proteinelora proteinelor

necesita "idroliza &2Pnecesita "idroliza &2P Celelalte etape –Celelalte etape – asamblarea complexuluiasamblarea complexului,,

deschiderea portiideschiderea portii,, translocareatranslocarea,,proteolizaproteoliza – necesita doar legarea &2P la– necesita doar legarea &2P la&2Paze&2Paze

Capetele C7terminale ale &2Pazelor se leaga laCapetele C7terminale ale &2Pazelor se leaga lasubunitatilesubunitatile 55 in locasuri speciale,in locasuri speciale,determinand desc"iderea portii printr7undeterminand desc"iderea portii printr7unmecanism de c"eie in broasca;mecanism de c"eie in broasca;


8/17

*tructura si organizare – particula*tructura si organizare – particula

reglatoare 00*reglatoare 00*

*e leaga la aceleasi situsuri pe*e leaga la aceleasi situsuri pesubunitatilesubunitatile 55, dar determina desc"iderea, dar determina desc"idereaportii printr7un mecanism di/eritportii printr7un mecanism di/erit

!u contine &2Paze!u contine &2Paze Poate promova degradarea peptidelorPoate promova degradarea peptidelor

mici, dar nu a proteinelor complexemici, dar nu a proteinelor complexe

3 peptide ce se leaga de CM'3 peptide ce se leaga de CM'


9/17

&samblarea proteazomului&samblarea proteazomului

subunitatilesubunitatile 66 – sintetizate ca propeptide 3 expunerea– sintetizate ca propeptide 3 expunereasitusurilor proteolitic active in timpul asamblariisitusurilor proteolitic active in timpul asamblarii

Particula #$*Particula #$*– din # "emi7proteazomi:din # "emi7proteazomi:

Cate un inel cu ? subunitatiCate un inel cu ? subunitati 55

Cate un inel cu ? subunitati proCate un inel cu ? subunitati pro 66

– initierea – asamblarea subunitatilorinitierea – asamblarea subunitatilor 55 in inelin inel

Particula reglatoare 01*Particula reglatoare 01*– se asambleaza sub /orma celor # subcomponentese asambleaza sub /orma celor # subcomponente

– ordinea de legare a proteinelor componente – mecanism ceordinea de legare a proteinelor componente – mecanism ce

inpiedica expunerea situsurilor active inainte de 8nalizareainpiedica expunerea situsurilor active inainte de 8nalizareaasamblariiasamblarii


10/17

Degradarea proteica –Degradarea proteica –

etic"etarea cu ubiquitinaetic"etarea cu ubiquitina

Directionarea proteinelor catre proteazom – prinDirectionarea proteinelor catre proteazom – prinmodi8carea unui reziduu demodi8carea unui reziduu de lys –lys – actiuneaactiuneacoordonata a @ enzime:coordonata a @ enzime:

0404 enzima de activare a ubiquitinei enzima de activare a ubiquitinei (E1)(E1) adenileaza o ubiquitina +cu "idroliza &2P- si oadenileaza o ubiquitina +cu "idroliza &2P- si otrans/era pe un rest detrans/era pe un rest de cyscys

#4 ubiquitina adenilata este trans/erata la#4 ubiquitina adenilata este trans/erata la cyscys uneiuneienzime de conjugare a ubiquitineienzime de conjugare a ubiquitinei (E2)(E2)

@4 o@4 o ubiquitin ligazaubiquitin ligaza (E3)(E3) 7 clasa /oarte diversa –7 clasa /oarte diversa –recunoaste speci8c proteina si ii trans/erarecunoaste speci8c proteina si ii trans/eraubiquitina de pe =#ubiquitina de pe =#

Minim % monomeri de ubiquitina +lant deMinim % monomeri de ubiquitina +lant depoliubiquitina- – pt recunoasterea de catrepoliubiquitina- – pt recunoasterea de catre

proteazomproteazom


11/17


etic"etarea cu ubiquitinaetic"etarea cu ubiquitina


12/17


despac"etare si translocaredespac"etare si translocare

Proteina poliubiquitinata – recunoscuta deProteina poliubiquitinata – recunoscuta desubunitatea super8ciala a 01* +etapa &2P7subunitatea super8ciala a 01* +etapa &2P7dependenta-dependenta-

*ubstratul proteic trebuie sa patrunda in*ubstratul proteic trebuie sa patrunda ininteriorul particulei #$* – contact cuinteriorul particulei #$* – contact cusitusurile activesitusurile active

!ecesita despac"etare, cel putin partiala,!ecesita despac"etare, cel putin partiala,

urmata de translocare +dupa ce a /osturmata de translocare +dupa ce a /ostdeubiquitinata-deubiquitinata- *tructura tertiara complicata sau punti *7**tructura tertiara complicata sau punti *7*

– in"iba degradarea– in"iba degradarea


13/17


despac"etare si translocaredespac"etare si translocare

Despac"etarea proteinelor – necesitaDespac"etarea proteinelor – necesita

energie din "idroliza &2Penergie din "idroliza &2P

2ranslocarea nu necesita energie 2ranslocarea nu necesita energie 2recerea substratului despac"etat prin 2recerea substratului despac"etat prin

poarta –poarta – di/uzie /acilitatadi/uzie /acilitata +daca particula+daca particula

01* prezinta legat &2P-01* prezinta legat &2P-

*ecvente lungi de alternanta glA – ala*ecvente lungi de alternanta glA – ala

in"iba despac"etarea +in"iba despac"etarea +ex.ex. uneleunele

proteine codi8cate de v4 =bstein7Barr-proteine codi8cate de v4 =bstein7Barr-


14/17

ProteolizaProteoliza In cavitatea delimitata de subunitatileIn cavitatea delimitata de subunitatile

66 3 polipeptide mici de ?71 aa3 polipeptide mici de ?71 aa

subunitatilesubunitatile 66 – speci8citati di/erite:– speci8citati di/erite:

c"AmotrApsin7li(e, trApsin7li(e,c"AmotrApsin7li(e, trApsin7li(e,

peptidAl7glutamAl peptide7"AdrolAsingpeptidAl7glutamAl peptide7"AdrolAsing

–li(e–li(e

&numiti&numiti /actori de transcriere/actori de transcriere, inclusiv, inclusiv

un component din complexulun component din complexul NF-kBNF-kB +sintetizati ca precursori inactivi- –+sintetizati ca precursori inactivi- –

convertiti la /orma biologic activa princonvertiti la /orma biologic activa prin

clivare la nivelul proteazomuluiclivare la nivelul proteazomului


15/17

Degradarea independenta deDegradarea independenta de

ubiquitinaubiquitina .nele proteine sunt degradate /ara a.nele proteine sunt degradate /ara a

necesita ubiquitinarenecesita ubiquitinare– cand proteazomul participa la procesareacand proteazomul participa la procesarea

post7translationala a proteinei +post7translationala a proteinei +ex.ex. !F7(B-!F7(B-

– proteine instabile, datorita unor regiuniproteine instabile, datorita unor regiuniintrinseci nestructurateintrinseci nestructurate

– ornitin7decarboxilazaornitin7decarboxilaza

– importanti reglatori ai ciclului celular –importanti reglatori ai ciclului celular –p@ +si degradare ubiquitin7dependenta-p@ +si degradare ubiquitin7dependenta-

– proteine structural anormale, prostproteine structural anormale, prostimpac"etate sau puternic oxidate – inimpac"etate sau puternic oxidate – in

conditii de stress celularconditii de stress celular


16/17

olul in sistemul imunolul in sistemul imun

Peptidele antigenice expuse pe CM' I alPeptidele antigenice expuse pe CM' I al

&PC – provenite din degradarea in&PC – provenite din degradarea in

proteazom a proteinelor agentului patogenproteazom a proteinelor agentului patogen

ImunoproteazomImunoproteazom– Particula reglatoare 00*Particula reglatoare 00*

– *ubunitati*ubunitati 66 specializate, cu speci8citate despecializate, cu speci8citate de

substrat modi8catasubstrat modi8cata

enerarea de !F7(B activenerarea de !F7(B activ →→ implicareaimplicarea

proteazomului in boli inEamatorii si imuneproteazomului in boli inEamatorii si imune

+


17/17

In"ibitori de proteazomIn"ibitori de proteazom

=/ect anti7tumoral – induc apoptoza prin=/ect anti7tumoral – induc apoptoza prinintreruperea degradarii proteinelor implicate inintreruperea degradarii proteinelor implicate inciclul celular in celulele inalt replicativeciclul celular in celulele inalt replicative

Bortezomib +elcade- – agent c"imioterapeuticBortezomib +elcade- – agent c"imioterapeutic

– mielom multiplu +nivel crescut de proteazomi in ser-mielom multiplu +nivel crescut de proteazomi in ser-– cancer de pancreas, /orme de lim/om non7'odg(incancer de pancreas, /orme de lim/om non7'odg(in

itonavir +!orvir-itonavir +!orvir-– dezvoltat ca in"ibitor de proteaze +in/ectia 'I-dezvoltat ca in"ibitor de proteaze +in/ectia 'I-– in"iba si proteazomii – in"iba cresterea celulelor dinin"iba si proteazomii – in"iba cresterea celulelor din

gioamegioame In boli autoimune: psorioazis, astmIn boli autoimune: psorioazis, astm Pt studii de laborator –Pt studii de laborator – lactacystinlactacystin, in"ibitori, in"ibitori

EuorescentiEuorescenti

Proteazomul Curs UTM

Documents

Transcript of Proteazomul Curs UTM