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PROTEOSOMAS

Compete a los proteosomas reciclar las proteínas celulares. Pero si cumplen mal su cometido, por exceso o por defecto, aparecen diversas enfermedades habituales.
by

Andrés Mauricio Medina

on 16 September 2013

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Transcript of PROTEOSOMAS

PROTEOSOMAS
La Renovación es
el Camino
En la Panza de la
Bestia
El Destino Fatal de la Proteína
Muerte de Proteínas
PROTEOSOMA, estructura en forma de cinta.
Una célula aloja millares de proteosomas
Introducción
PROTEOSOMA
ENZIMAS
Proteina
Destrucción o degradación todal de la proteina defectuosa
Fracaso
Enfermedad
Bibliografía:
Goldberg, A., Elledge, S., Harper, J. Investigación y Ciencia. Marzo 2001. Nº 294
GRACIAS!
Son estructuras gigantes, en comparación con las demás proteínas de citoesqueleto gigantes.

En los 90s Baumeiser y Huber, recurrieron al ME y a la técnica de difracción de rayos .
Determinan así la arquitectura molecular de los proteosomas.

Descubriendo así que:
Cada proteosoma esta constituido por un túnel siendo acompañado por una o dos partículas reguladoras.
Las subunidades de los proteosomas son normalmente referidas según su coeficiente de sedimentación svedberg (S). La forma más común de proteosoma denominada 26S, que tiene alrededor de 2.000 kilodalton (kDa) de masa molecular, presenta un núcleo 20S y dos subunidades reguladores 19S. El núcleo, que es hueco, presenta una cavidad cerrada donde las proteínas son degradadas.

Las subunidades reguladoras 19S situadas en los extremos del barril presentan múltiples sitios con actividad ATPasa y sitios de unión a ubiquitina, conformando así la estructura que se encarga tanto de reconocer a las proteínas poliubiquitinadas, como de transferirlas al núcleo catalítico. También existe una subunidad reguladora 11S alternativa, que básicamente actúa de la misma manera que las subunidades 19S.
El pilar de la estructura de la célula son las proteínas.
Las distintas clases de proteínas que produce una célula esta determinado por los genes, los cuales dictan los patrones que se deben seguir para la secuencia de las unidades básicas de las proteínas, los Aminoácidos, y su conformación final.
Goldberg encontró que células que no tenían lisosomas (bacterias, hepatíes inmaduros) podian destruir las proteínas.
¿Pero que pasa cuando ya no se necesita una proteínas?
Se creía que después de la vida útil de una proteína, el encargado de degradarla eran los lisosomas.
Observaron que de la degradación de las proteínas se encargaban grandes complejos multienzimáticos, que se les dio el nombre de PROTEOSOMAS.
Un grupo de investigación de la Universidad de Utah, después del descubrimiento de Goldberg, se dio cuenta que esta destrucción de las proteínas necesitaba ENERGÍA.
Ya cuando una proteínas ya termino su objetivo, entra a este complejo donde se descompone en los aminoácidos que la constituían, restos que se utilizaran para la síntesis de nuevas proteínas.
Se les llamo así porque contienen muchas proteasas, que se encuentran el un tamaño muy grande en los proteosomas.
El ritmo de degradación de una proteína depende de su función.
La degradación de enzimas y proteínas importantes son mecanismos que se utilizan para frenar o activar una reacción bioquímica
También desempeña un papel crucial en la regulación del metabolismo.
El sistema inmunitario depende de los proteosomas. Existen proteosomas que potencian la eficacia del sistema inmunitario (inmunoproteosomas).
Las proteínas que una célula produce dependen de los genes codificados en el material genético.
Las cadenas de aminoácidos se pliegan y organizan de diferentes maneras para constituir diferentes clases de proteínas, cada una con una función específica.
Se creía que la degradación de proteínas por medio de los lisosomas.
Comienzo años 70’s: Bacterias y hematíes sin lisosomas degradan proteínas en un proceso que requería energía.
1988: Complejos multienzimáticos que degradan proteínas (proteosomas).
Los proteosomas son estructuras complejas que contienen proteasas y descompone las proteínas en aminoácidos para luego sintetizar nuevas proteínas.
Las proteínas anómalas son degradadas por los proteosomas.
Algunas enfermedades genéticas están relacionadas con la función que cumplen los proteosomas, o con un defecto de su función, como las anemias hereditarias, la fibrosis quística, Parkinson y Alzheimer.
Degradación de las Proteinas
«El beso de la muerte»
¿QUIEN ESCOGE A UNA PROTEÍNA Y POR QUÉ?
Hay centenares de E3 que reconocen la información de otras proteínas fisiológicamente alteradas, infección o falta de nutrientes, esto se debe a:
Mal plegamiento.
Fosforilación de proteínas.
Estas proteínas, pasan por un proceso de limpieza después de marcarlas para que el proteosoma las aprehenda.
Muchos procesos claves dependen de la estabilidad de las proteínas, tales como: respuesta inmunitaria (inmunoproteosomas), división celular, ritmos circadianos, supresión de tumores.
VPH y VIH
Los virus se caracterizan por derivar en su propio beneficio los procesos celulares (secuestran mecanismos celulares e incluso lograron el PODER de la (Ubiquitinacion).
En VPH, normalmente los P53 bloquean el virus, pero este evita el sistema inmune, pues enlaza la P53 a la E3, para que sea degradada, lo que conlleva la dispersión del virus, generando cánceres.
Por otro lado, el VIH une la CD4, proteína que ataca a la proteína gp160 del virus, a la E3 para que sea degradada.
El mecanismo para desdoblar proteínas depende de la secuencia de los aminoácidos a desdoblar. Largas secuencias alternantes entre glicina y Alanina han demostrado que inhiben el desdoblamiento del sustrato, reduciendo la eficiencia de la degradación proteosómica. Esa repetición de alanina/glicina también es encontrada en la naturaleza, por ejemplo en la fibroína de la seda o en ciertos genes del virus de Epstein-Barr  que llevan esta secuencia pueden estallar el proteosoma, ayudando al virus a propagarse, impidiendo la presentación de antígenos.
Después de que una proteína es ubiquitinizada, es reconocida por el proteosoma, el sustrato de la proteína debe entrar en el interior de la partícula para tomar contacto con los sitios activos, debido a que el canal central es estrecho, los sustratos deben ser por lo menos parcialmente desdoblados para poder entrar a la cavidad catalítica.

«La entrada al túnel»
El pasaje del sustrato desdoblado al núcleo se llama translocación y ocurre después de la desubiquitinación. Las moléculas de ATP antes del reconocimiento inicial son hidrolizadas antes de la translocación.
El proteosoma puede degradar proteínas desdobladas en presencia de análogo no hidrolizable, hidrólisis de ATP, que es usada para el desdoblamiento del sustrato. El pasaje del sustrato desdoblado a través de la puerta ocurre por difusión facilitada si la zona reguladora de 19S esta en estado de ATP.
«El fin de la proteína»

La proteólisis es llevada a cabo por las subunidades β del núcleo de 20S a través de un ataque nucleófilo dependiente de treonina.
Este mecanismo depende de la asociación con una molécula de agua para la deprotonización del reactivo de hidroxilo de treonina
La degradación ocurre en la cámara central formada por dos anillos beta y normalmente son liberados polipéptidos cortos como productos que pueden variar entre 4-25 aminoácidos dependiendo del organismo y del sustrato aunque generalmente son cadenas liberadas de 7- 9 aminoácidos de largo.
Existen tres subunidades β catalíticas que comparten un mismo mecanismo aunque tienen pequeñas diferencias en los sustratos que son consideradas sobre la base de quimotripsina, de tripsina y de PHGH.

Estas variaciones especificas son el producto para relaciones interatómicos con residuos locales en los sitios activos de cada subunidad y además liberando la lisina requerida para el proceso.
En algunos casos estos productos son biológicamente activos y funcionales, estos son sintetizados como precursores inactivos y al ubiquinizarse y degradarse se convierten en activos.
Por ejemplo un componente del complejo NF-kB en mamíferos.
Efectos similares de han encontrado en las proteínas de levaduras
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