Jabarkan Pembukaan dan translokasi dari Proteasom

Setelah protein diubikitinasi, protein tersebut dikenali oleh partikel pengatur 19S dalam langkah pengikatan yang bergantung pada ATP. Protein substrat kemudian harus memasuki bagian dalam partikel 20S untuk bersentuhan dengan situs aktif proteolitik. Karena kanal pusat partikel 20S sempit dan dibatasi oleh ekor N-terminal dari subunit cincin, substrat setidaknya harus dibuka sebagian sebelum memasuki inti. Bagian dari substrat yang tidak dilipat ke dalam inti disebut translokasi dan harus terjadi setelah de-ubiquitinasi. Namun, urutan substrat di-deubiquitinasi dan dibuka belum jelas. Proses mana yang merupakan tahap pembatas laju dalam reaksi proteolisis keseluruhan bergantung pada substrat spesifik; untuk beberapa protein, proses pembukaannya membatasi kecepatan, sementara deubiquitinasi merupakan langkah paling lambat untuk protein lain. Sejauh mana substrat harus dibuka sebelum translokasi disarankan menjadi sekitar 20 residu asam amino oleh struktur atom proteasom 26S yang terikat substrat dalam keadaan kompatibel deubiquitilasi, tetapi struktur tersier bersifat penting, dan khususnya interaksi nonlokal seperti ikatan disulfida, cukup untuk menghambat degradasi. Kehadiran segmen protein yang tidak teratur secara intrinsik dengan ukuran yang cukup, baik pada terminal protein atau secara internal, juga telah diusulkan untuk memfasilitasi inisiasi degradasi yang efisien.

Gerbang yang dibentuk oleh subunit mencegah peptida yang lebih panjang dari sekitar empat residu memasuki bagian dalam partikel 20S. Molekul ATP yang terikat sebelum langkah pengenalan awal dihidrolisis sebelum translokasi. Sementara energi dibutuhkan untuk membuka substrat, itu tidak diperlukan untuk translokasi. Proteasom 26S yang dirakit dapat mendegradasi protein yang tidak dilipat dengan adanya analog ATP yang tidak dapat dihidrolisis, tetapi tidak dapat menurunkan protein yang terlipat, menunjukkan bahwa energi dari hidrolisis ATP digunakan untuk membuka substrat. Lewatnya substrat yang tidak dilipat melalui gerbang yang terbuka terjadi melalui difusi terfasilitasi jika tutup 19S dalam keadaan terikat ATP.

Mekanisme untuk pembukaan protein globular bersifat umum, tetapi agak tergantung pada urutan asam amino. Urutan panjang glisin dan alanin bergantian telah terbukti menghambat pembukaan substrat, menurunkan efisiensi degradasi proteasomal; hal ini menghasilkan pelepasan produk sampingan yang terdegradasi sebagian, mungkin karena pemisahan hidrolisis ATP dan langkah-langkah pembukaan. Pengulangan glisin-alanin seperti itu juga ditemukan di alam, misalnya dalam fibroin sutra; khususnya, produk gen virus Epstein-Barr tertentu yang mengandung urutan ini dapat menghentikan proteasom, membantu virus menyebar dengan mencegah presentasi antigen pada kompleks histokompatibilitas utama.