蛋白酶體

蛋白酶體  是一種巨型筒狀蛋白質複合體 ， 主要作用是通過打斷肽鍵來實現降解細胞不需要的或受到損傷的蛋白質 。 能夠發揮這一作用的酶被稱爲蛋白酶 。 蛋白酶體是細胞用來調控特定蛋白質的濃度和除去錯誤摺疊蛋白質的主要機制 。 需要被降解的蛋白質會先被一個稱爲泛素的小型蛋白質所標記 （ 即連接上 ） 。 這一標記反應是被泛素連接酶所催化 。 一旦一個蛋白質被標記上一個泛素分子 ， 就會引發其它連接酶加上更多的泛素分子 ； 這就形成了可以與蛋白酶體結合的 “ 多泛素鏈 ” ， 從而將蛋白酶體帶到這一標記的蛋白質上 ， 開始其降解過程 。 經過蛋白酶體的降解 ， 蛋白質被切割爲約7 - 8個氨基酸長的肽段 ； 這些肽段可以被進一步降解爲單個氨基酸分子 ， 然後被用於合成新的蛋白質 。 目前所有已知的真核生物和古菌皆有蛋白酶體 ， 在一些原核生物中也存在 。 在真核生物中 ， 它位於細胞核和細胞質中 。 從蛋白質結構看 ， 蛋白酶體是一桶狀複合體 ， 包括一個由四個堆積在一起的環所組成的 “ 核心 ” （ 右圖中藍色部分 ） ， 核心中空 ， 形成一個空腔 。 其中 ， 每一個環由七個蛋白質分子組成 。 中間的兩個環各由七個β亞基組成 ， 並含有六個蛋白酶的活性位點 。 這些位點位於環的內表面 ， 所以蛋白質必須進入到蛋白酶體的 “ 空腔 ” 中才能夠被降解 。 外部的兩個環各含有七個α亞基 ， 可以發揮 “ 門 ” 的作用 ， 是蛋白質進入 “ 空腔 ” 中的必經之路 。 這些α亞基 ， 或者說 “ 門 ” ， 是由結合在它們上的 “ 帽 ” 狀結構 （ 即調節顆粒 ， 右圖中紅色部分 ） 進行控制 ； 調節顆粒可以識別連接在蛋白質上的多泛素鏈標籤 ， 並啓動降解過程 。 包括泛素化和蛋白酶體降解的整個系統被稱爲 “ 泛素 - 蛋白酶體系統 ” 。 蛋白酶體降解途徑對於許多細胞過程是必不可少的 ， 包括細胞週期 ， 基因表現的調節 ， 與氧化應激反應等 。 細胞內的蛋白酶體降解和泛素蛋白水解途徑的作用的重要性在2004年的諾貝爾化學獎得到承認 ， 阿龍 · 切哈諾沃 、 阿夫拉姆 · 赫什科和歐文 · 羅斯三人分享該獎 。