10.9 : The Proteasome

転写、RNAスプライシング、翻訳のエラーにより、一部のタンパク質は正しく折りたたまれず、分解する必要があります。

真核生物では、選択的なタンパク質分解の主要な経路はユビキチン-プロテアソーム経路です。

ユビキチンリガーゼは、正常なタンパク質と標的タンパク質の表面上の特定の分解シグナルを認識することで、そのタンパク質を区別することができます。

次に、いくつかのユビキチン分子が標的タンパク質上の特定のアミノ酸に移動するのを触媒して、それらを分解するようにマークします。

これらのポリユビキチン化タンパク質は、プロテアソームと呼ばれるATP依存性プロテアーゼ複合体によって分解されます。

各プロテアソームは、中央の中空円柱またはコアと、コアの一方または両端にあるキャップと呼ばれる大きなリング状のタンパク質複合体で構成されています。

コアは、リングのスタックとして組み立てられる複数のタンパク質サブユニットによって形成されます。コアのタンパク質分解活性部位は、その中空の内部チャンバーにあります。

プロテアソームコアの末端にあるキャップはゲートキーパーとして機能し、ユビキチンでマークされたタンパク質のみがコアに入ることができます。

キャップには、ユビキチンを基質タンパク質から切断するデユビキチナーゼが含まれており、放出されたユビキチンをリサイクルすることができます。

次に、キャップはATP加水分解からのエネルギーを使用して標的タンパク質を広げ、タンパク質をコアに供給し始めます。

ATP加水分解を連続して行うと、折りたたまれたタンパク質はプロテアソームコアに到達し、そこで内部チャンバーの内側を覆うプロテアーゼによって消化されます。

プロテアソームは、タンパク質全体を短いペプチド鎖に変換し、それがサイトゾルに放出されます。

次に、これらのペプチドは、細胞質ペプチダーゼによってさらに分解されてそれらの構成アミノ酸になり、最終的には細胞で再利用できます。