Протеасома

Протеасома (КФ 3.4.25.1, КФ 3.6.4.8)— великий білковий комплекс клітин еукаріотів, архей та деяких бактерій, головною функцією якого є деградація більше не потрібних або пошкоджених білків шляхом протеолізу, тобто реакції розриву пептидних зв'язків. Протеасоми служать головним механізмом регуляції клітиною концентрації певних білків та деградації невірно згорнутих білків і є частиною убіквітин-протеасомної системи. Важливість протеолітичної деградації білків в клітинах та роль убіквітину в цьому процесі підкреслюються нагородженням відкривачів процесу Агарона Чехановера, Аврама Гершко і Ірвіна Роуза Нобелівською премією з хімії 2004 року^[1].

Малюнок протеасоми. Активні ділянки містяться в порі всередині труби (блакитна), де і відбувається деградація білків. Доступ до пори регулюється кінцевими фрагментами (червоні, у цьому випадку 11S регуляторні частинки).

Вид протеасоми уздовж каналу.

Структура

За структурою протеасома є великим бочкоподібним комплексом, що містить «ядро» з чотирьох кілець, крізь які проходить центральна пора. Кожне кільце складається з семи індивідуальних білків. Два внутрішніх кільця складаються з семи β-субодиниць що містять шість активних ділянок із протеазною активністю. Ці ділянки розташовані на внутрішній стороні кілець, таким чином для деградації білок повинен потрапити до центральної пори. Два зовнішні кільця, складані з семи α-субодиниць кожне, їх функцією є підтримка «воріт», через які білки потрапляють до центральної пори. Ці α-субодиниці контролюються за допомогою зв'язування із ними структур «шапочки» або регуляторних частинок, які розпізнають поліубіківтинові мітки прикріплені до субстратних білків та доставляють ці білки у пору для початку процесу деградації.

Функція

Протеасоми розташовані як у цитоплазмі архей та бактерій, так і в цитоплазмі та ядрі еукаріотів^[2]. Активність протеасоми та убіквітин-протеасомна система життєво важливі для багатьох клітинних процесів, включаючи клітинний цикл, регулювання експресії генів та відповідь на окислювальний стрес.

В результаті деградації протеасомою білки перетворюються на пептиди біля 7-8 амінокислот довжиною, що далі руйнуються на амінокислоти, придатні для використання для синтезу нових білків^[3]. Білки, призначені для деградації протеасомою, позначаються приєднанням невеликого білка убіквітину за допомогою ферментів, що називаються убіквітиновими лігазами. Після приєднання одної молекули убіквітину інші лігази приєднують до неї ще кілька, створюючи поліубіківтиновий хвіст, що і розпізнається протеасомою^[3].

Інгібітори протеасоми

• Бортезоміб, перший інгібітор протеасоми, що був дозволений для клінічного застосування в США з 2003.

• Дисульфірам^[4][5][6]

• Епігалокатенін-3-галлат^[7]

• Саліноспорамід А перейшов у стадію клінічного дослідження при множинній мієломі.

• Карфілзоміб був допущений FDA США для застосування при рецидивній множинній мієломі 20 липня 2012

• ONX 0912, CEP-18770 і MLN9708 також перейшли до клінічних досліджень .^[8]

• Епоксиміцин, природний селективний блокатор^[9]

• MG132, синтезований пептид, що звичайно використовується у лабораторних дослідженнях in vitro

Види протеасоми

• Конституційна;
• Індуцибельна (Імунопротеасома);
• Тимопротеасома;
• Плазмова протеасома.

Посилання

1. Nobel Prize Committee (2004). Nobel Prize Awardees in Chemistry, 2004. Архів оригіналу за 5 червня 2012. Процитовано 11 грудня 2006.
2. Peters JM, Franke WW, Kleinschmidt JA. (1994). Distinct 19S and 20S subcomplexes of the 26S proteasome and their distribution in the nucleus and the cytoplasm. J Biol Chem. 269 (10): 7709—7718. PMID 8125997.
3. Lodish, H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J. (2004). 3. Molecular Cell Biology (вид. 5th). New York: WH Freeman. с. 66–72. ISBN 0716743663.
4. Lövborg H, Oberg F, Rickardson L, Gullbo J, Nygren P, Larsson R (March 2006). Inhibition of proteasome activity, nuclear factor-KappaB translocation and cell survival by the antialcoholism drug disulfiram. International Journal of Cancer. 118 (6): 1577—80. doi:10.1002/ijc.21534. PMID 16206267.
5. Wickström M, Danielsson K, Rickardson L та ін. (January 2007). Pharmacological profiling of disulfiram using human tumor cell lines and human tumor cells from patients. Biochemical Pharmacology. 73 (1): 25—33. doi:10.1016/j.bcp.2006.08.016. PMID 17026967. {{cite journal}}: Явне використання «та ін.» у: |author= (довідка)
6. Cvek B, Dvorak Z (August 2008). The value of proteasome inhibition in cancer. Can the old drug, disulfiram, have a bright new future as a novel proteasome inhibitor?. Drug Discovery Today. 13 (15-16): 716—22. doi:10.1016/j.drudis.2008.05.003. PMID 18579431.
7. Osanai K, Landis-Piwowar KR, Dou QP, Chan TH (August 2007). A para-amino substituent on the D-ring of green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate as a novel proteasome inhibitor and cancer cell apoptosis inducer. Bioorg. Med. Chem. 15 (15): 5076—82. doi:10.1016/j.bmc.2007.05.041. PMC 2963865. PMID 17544279.
8. Current Advances in Novel Proteasome Inhibitor–Based Approaches to the Treatment of Relapsed/Refractory Multiple Myeloma. 2011. Архів оригіналу за 26 червня 2013. Процитовано 9 травня 2013.
9. Meng, L. та ін. (1999). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96: 10403—10408. doi:10.1073/pnas.96.18.10403. PMC 17900. PMID 10468620 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC17900. {{cite journal}}: Пропущений або порожній |title= (довідка); Явне використання «та ін.» у: |first1= (довідка)