Proteolysis ist die teilweise Depression von Proteinen in kleineren polypeptides oder der ganzen Degradierung in Aminosäuren. Das kommt allgemein bei der Hydrolyse des peptide Bandes vor, und wird meistens durch genannte Zellenzyme erreicht macht Spaß pro-, aber kann auch beim intramolekularen Verzehren, sowie bei nichtenzymatischen Methoden wie die Handlung von Mineralsäuren und Hitze vorkommen.

Proteolysis in Organismen dient vielen Zwecken; zum Beispiel, verdauungsfördernd macht Spaß pro-brechen Proteine im Essen, um Aminosäuren für den Organismus zur Verfügung zu stellen, während die Proteolytic-Verarbeitung der polypeptide Kette nach seiner Synthese für die Produktion eines aktiven Proteins notwendig sein kann. Es ist auch in der Regulierung von einigen physiologischen und zellularen Prozessen, sowie dem Verhindern der Anhäufung von unerwünschten oder anomalen Proteinen in Zellen wichtig.

Postübersetzungsproteolytic-Verarbeitung

Beschränkte proteolysis eines polypeptide während oder nach der Übersetzung in der Protein-Synthese kommen häufig für viele Proteine vor. Das kann beteiligte Eliminierung des N-Terminals methionine, peptide und/oder der Konvertierung eines untätigen oder nichtfunktionellen Proteins zu einem aktiven Zeichen zu geben. Der Vorgänger zur funktionellen Endform des Proteins ist genanntes Pro-Protein und diese Pro-Protein kann zuerst als preproprotein synthetisiert werden. Zum Beispiel wird Albumin zuerst als preproalbumin synthetisiert und enthält ein unzerspaltetes Signal peptide. Das bildet das Pro-Albumin, nachdem das Signal peptide ist, kleben und eine weitere Verarbeitung, um das N-Terminal zu entfernen, 6-Rückstände-propeptide gibt die reife Form des Proteins nach.

Eliminierung des N-Terminals methionine

Das Einleiten methonine (und in prokaryotes, fMet) kann während der Übersetzung des werdenden Proteins entfernt werden. Für E. coli wird fMet effizient entfernt, wenn der zweite Rückstand klein und unbeladen ist, aber nicht, wenn der zweite Rückstand umfangreich und beladen ist. Sowohl in prokaryotes als auch in eukaryotes bestimmt der ausgestellte N-Endrückstand die Halbwertzeit des Proteins gemäß der N-Endregel.

Eliminierung der Signalfolge

Proteine, die zu einem besonderen organelle oder für die Sekretion ins Visier genommen werden sollen, haben ein N-Endsignal peptide, der das Protein zu seinem endgültigen Bestimmungsort leitet. Dieser peptide ist Signal, das durch proteolysis nach ihrem Transport durch eine Membran entfernt ist.

Spaltung des Polyproteins

Einige Proteine und der grösste Teil von eukaryotic polypeptide Hormone werden als ein großer Vorgänger polypeptide bekannt als Polyprotein synthetisiert, die proteolytic Spaltung in individuelle kleinere polypeptide Ketten verlangen. Das Polyprotein pro-opiomelanocortin (POMC) enthält viele polypeptide Hormone. Das Spaltungsmuster von POMC kann sich jedoch zwischen verschiedenen Geweben ändern, verschiedene Sätze von polypeptide Hormonen von demselben Polyprotein nachgebend.

Viele Viren erzeugen auch ihre Proteine am Anfang als eine einzelne polypeptide Kette, die aus einem polycistronic mRNA übersetzt wurden. Dieser polypeptide wird nachher in individuelle polypeptide Ketten zerspaltet.

Spaltung von Vorgänger-Proteinen

Viele Proteine und Hormone werden synthetisiert und in untätigen Formen versorgt (zymogens, Pro-Enzyme und Vorhormone), so dass sie in der genügend Menge nach Bedarf veröffentlicht werden können. Diese Vorgänger-Proteine werden zerspaltet, um ihre aktiven Endstrukturen zu bilden. Insulin wird zum Beispiel als preproinsulin synthetisiert und bildet Pro-Insulin, nachdem das Signal peptide zerspaltet worden ist. Um das reife Insulin zu bilden, wird das Pro-Insulin dann an zwei Position zerspaltet, zwei polypeptide durch 2 disulphide Obligationen verbundene Ketten nachzugeben. Pro-Insulin ist für die Falte der polypeptide Kette notwendig, weil sich die 2 polypeptide Ketten des Insulins in die richtige Form nicht richtig versammeln können, während sein Vorgänger-Pro-Insulin tut.

Macht Spaß pro-insbesondere werden in der untätigen Form synthetisiert, um sicherzustellen, dass das Pro-Aufziehen nur in der richtigen Position oder dem Zusammenhang aktiviert wird. Das verhindert die unpassende Aktivierung des Pro-Aufziehens, das für einen Organismus sehr zerstörend sein kann. Der zymogen wird zerspaltet, und eine geringe Neuordnung der Protein-Struktur kommt vor, der die aktive Seite des Pro-Aufziehens vollendet, dadurch das Protein aktivierend.

Proteolysis kann deshalb eine Methode sein, biologische Prozesse zu regeln. Ein gutes Beispiel ist das Blut, das Kaskade gerinnt, wodurch ein anfängliches Ereignis eine Kaskade der folgenden proteolytic Aktivierung von vielen spezifisch auslöst, macht Spaß pro-, auf Blutkoagulation hinauslaufend. Das Ergänzungssystem der geschützten Antwort schließt auch eine komplizierte folgende proteolytic Aktivierung und Wechselwirkung ein, die auf einen Angriff auf das Eindringen pathogens hinauslaufen.

Proteolysis in der Zellregulierung

Proteine in Zellen werden ständig durch proteolysis in Aminosäuren gebrochen. Das dient mehreren Funktionen - es entfernt beschädigtes und anomales Protein, und verhindern Sie ihre Anhäufung, und es dient auch, um Zellprozesse durch das Entfernen von Enzymen und Durchführungsproteinen zu regeln, die nicht mehr erforderlich sind.

Verschiedene Proteine werden an der verschiedenen Rate erniedrigt. Anomale Proteine werden schnell erniedrigt, während sich die Rate der Degradierung von normalen Proteinen weit abhängig von ihren Funktionen ändern kann. Enzyme an wichtigen metabolischen Kontrollpunkten können viel schneller erniedrigt werden als jene Enzyme, deren Tätigkeit unter allen physiologischen Bedingungen größtenteils unveränderlich ist. Eines des am schnellsten erniedrigten Proteins ist ornithine decarboxylase, der eine Halbwertzeit von 11 Minuten hat, und völlig durch seine Rate der Synthese und seine Rate der Degradierung geregelt wird. Andere schnell erniedrigte Proteine schließen die Protein-Produkte von proto-oncogenes ein, die Hauptrollen in der Regulierung des Zellwachstums spielen. Im Gegensatz haben andere Proteine wie actin und myosin Halbwertzeit eines Monats oder mehr, während Hämoglobin im Wesentlichen für die komplette Lebenszeit von erythrocyte dauert.

Die N-Endregel kann die Halbwertzeit eines Proteins und Proteine mit Segmenten teilweise bestimmen, die an der Pro-Linie, glutamine, serine reich sind, und threonine (die so genannten PEST-Proteine) haben kurze Halbwertzeit.

Die Rate von proteolysis kann auch vom physiologischen Staat der Zelle wie sein hormonaler Zustand-sowie Ernährungsstatus abhängen. In der Zeit des Verhungerns, der Rate von Protein-Degradierungszunahmen.

Protein-Wiederverwertung

Das Protein in Zellen zerbrochen unten in Aminosäuren kann dann für die Protein-Synthese wiederverwendet werden. Die Degradierung des Proteins kann auf zwei Weisen - proteolysis in lysosome oder einem ubiquitin-abhängigen Prozess erreicht werden, der unerwünschte Proteine zu proteasome ins Visier nimmt. Der autophagy-lysosomal Pfad ist normalerweise ein nichtauswählender Prozess, aber kann auswählend auf Verhungern werden, wodurch das Protein mit der peptide Folge KFERQ oder ähnlich auswählend gebrochen wird. Der lysosome enthält eine Vielzahl dessen macht wie cathepsins Spaß pro-.

Der ubiquitin-vermittelte Prozess ist auswählend. Für die Degradierung gekennzeichnete Proteine sind mit ubiquitin verbundener covalently. Viele Moleküle von ubiquitin können im Tandem mit einem für die Degradierung bestimmten Protein verbunden werden.

Zellzyklus-Regulierung

Degradierung von Cyclin ist der Schlüsselschritt, der den Ausgang von mitosis und Fortschritt in den folgenden Zellzyklus regelt. Cyclin sammelt im Kurs den Zellzyklus an, verschwinden Sie dann plötzlich kurz vor dem anaphase von mitosis. Der cyclin wird über einen ubiquitin-vermittelten proteolytic Pfad entfernt.

Apoptosis

Caspases sind eine wichtige Gruppe dessen macht beteiligt an apoptosis Spaß pro-.

Verzehren

Im menschlichen Verzehren wird das Protein im Essen unten in kleinere peptide Ketten durch Verdauungsenzyme wie Pepsin, trypsin, chymotrypsin, und elastase, und in Aminosäuren durch verschiedene Enzyme wie carboxypeptidase, aminopeptidase und dipeptidase zerbrochen. Es ist notwendig, das Protein in kleinen peptides und Aminosäuren für die Bequemlichkeit der Absorption zu brechen. Verschiedene Enzyme haben verschiedene Genauigkeit für sein Substrat, trypsin zerspaltet zum Beispiel das peptide Band nach positiv Anklage-Rückstand (arginine und lysine), chymotrypsin zerspaltet das Band, nachdem ein aromatischer Rückstand (phenylalanine, tyrosine, und tryptophan), elastase das Band nach einem kleinen nichtpolaren Rückstand wie alanine oder glycine zerspaltet.

Um unpassende oder vorzeitige Aktivierung der Verdauungsenzyme zu verhindern (sie können zum Beispiel Bauchspeicheldrüsenselbstverzehren auslösen), diese Enzyme werden als untätiger zymogen verborgen. Der Vorgänger des Pepsins, pepsinogen, wird durch den Magen verborgen, und wird nur in nur in der acidic im Magen gefundenen Umgebung aktiviert. Die Bauchspeicheldrüse sondert ab die Vorgänger von mehreren, macht solcher trypsin und chymotrypsin Spaß pro-. Der zymogen von trypsin ist trypsinogen, der durch einen sehr spezifischen aktiviert wird, machen enterokinase Spaß pro-, der durch den mucosa des Duodenums verborgen wird. Der trypsin, einmal aktiviert, kann auch anderen trypsinogen zerspalten (obgleich langsamer als enterokinase), sowie die Vorgänger von anderem macht wie chymotrypsin und carboxypeptidase Spaß pro-.

In Bakterien, ähnlicher Strategie, untätigen zymogen oder prezymogen zu verwenden, wird auch verwendet. Subtilisin, der durch den Bazillus subtilis erzeugt wird, wird als preprosubtilisin erzeugt, und wird nur befreit, wenn das Signal peptide zerspaltet wird und autokatalytische proteolytic Aktivierung vorgekommen ist.

Regulierung in proteolysis

Machen Sie Spaß pro-kann ein Durchführungsgebiet - haben

• Kalzium bindendes Gebiet - z.B prothrombin, Faktor IX, X, VII, Protein C im Blut, das Kaskade, calpain gerinnt.
• Gebiet von Kringle - bindet z.B fibrin

Proteolysis und Krankheiten

Anomale proteolytic Tätigkeit wird mit vielen Krankheiten vereinigt. Leute mit Zuckerkrankheit mellitus können lysosomal Tätigkeit vergrößert haben. In chronischen entzündlichen Krankheiten wie rheumatische Arthritis kann die Ausgabe von lysosomal Enzymen in den extracellular Raum einschließen, der Umgebungsgewebe bricht. Die unwirksame Eliminierung des anomalen Proteins in Zellen kann auf viele alterszusammenhängende neurologische Krankheiten hinauslaufen.

Laboranwendungen

Proteolysis wird auch in der Forschung und den diagnostischen Anwendungen verwendet:

• Verzehren im Gel von Proteinen nach der Trennung durch die Gel-Elektrophorese für die Identifizierung durch die Massenspektrometrie.
• Verzehren von Proteinen in der Lösung für die proteome Analyse durch die mit der Flüssigchromatographiemassenspektrometrie (LC-MS).

Gifte

Bestimmte Typen des Giftes, wie diejenigen, die von Giftschlangen erzeugt sind, können auch proteolysis verursachen. Diese Gifte, sind tatsächlich, komplizierte Verdauungsflüssigkeiten, die ihre Arbeit außerhalb des Körpers beginnen. Gifte von Proteolytic verursachen eine breite Reihe von toxischen Effekten einschließlich Effekten, die sind:

• cytotoxic (Zellzerstören)
• hemotoxic (Blutzerstören)
• myotoxic (Muskelzerstören)
• hemorrhagic, der (verblutet)

Siehe auch

• Enzym von Proteolytic
• Die Proteolysis-Karte
• PROTOMAP eine proteomic Technologie, um proteolytic Substrate zu identifizieren
• Proteasome
• Verzehren im Gel

Links

• Proteolysis KARTE vom Zentrum auf Proteolytic Pfaden