Proteazom — разлика између измена

С Википедије, слободне енциклопедије
Садржај обрисан Садржај додат
.
Ред 1: Ред 1:
[[Датотека:Proteaosome 1fnt side.png|thumb|right|Proteazom. Aktivna mesta su unutar cevi (plavo). Kape (crveno; u ovom slučaju, 11S regulatorni molekuli) na krajevima regulišu ulaz u komoru za destrukciju, u kojoj dolazi do razgradnje proteina]]
[[Датотека:Proteaosome 1fnt side.png|thumb|right|Proteazom. Aktivna mesta su unutar cevi (plavo). Kape (crveno; u ovom slučaju, 11S regulatorni molekuli) na krajevima regulišu ulaz u komoru za destrukciju, u kojoj dolazi do razgradnje proteina]]
[[Датотека:Proteaosome 1fnt top.png|thumb|right|Pogled na od gore na proteazom]]
[[Датотека:Proteaosome 1fnt top.png|thumb|right|Pogled na od gore na proteazom]]
{{rut}}

'''Proteazomi''' su [[proteinski kompleks]]i prisutni kod svih [[eukariote|eukariota]] i [[archaea]], i kod nekih [[bakterija]]. Kod eukariota, oni se nalaze u [[jedro|jedru]] i [[citoplazma|citoplazmi]].<ref name=Peters>{{cite journal |first1=Jan-Michael |last1=Peters |first2=Werner W. |last2=Franke |first3=Jiirgen A. |last3=Kleinschmidt |title=Distinct 19 S and 20 S subcomplexes of the 26 S proteasome and their distribution in the nucleus and the cytoplasm |journal=The Journal of Biological Chemistry |volume=269 |issue=10 |pages=7709–18 |year=1994 |pmid=8125997 |url=http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8125997}}</ref> Glavna funkcija proteazoma je razgradnja nepotrebnih ili oštećenih [[protein]]a putem [[proteoliza|proteolize]], [[hemijska reakcija|hemijske reakcije]] kojom se razlažu [[peptidna veza|peptidne veze]]. [[Enzim]]i koji izvode ovu reakcije se zovu [[proteaza|proteaze]]. Proteazomi su deo velikog mehanizma kojim [[ćelija (biologija)|ćelije]] regulišu [[koncentracija|koncentraciju]] pojedinih proteina i razgrađuju [[proteinsko savijanje|nepravilno savijene proteine]]. Proces degradacije proizvodi [[peptid]]e sa oko sedam do osam [[aminokiselina]], koji se zatim dalje razrađuju u aminokiseline i koriste u [[Синтеза протеина|sintezi]] novih proteina.<ref name=Lodish>{{Cite book |vauthors=Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J |title=Molecular cell biology |publisher=W.H. Freeman and CO |location=New York |year=2004 |pages=66–72 |edition=5th |chapter=3 |id=ISBN 0-7167-4366-3 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref> Proteini se obeležavaju za degradaciju malim proteinom zvanim [[ubikvitin]]. Reakcija obeležavanja je katalizovana enzimima [[ubikvitinska ligaza|ubikvitinskim ligazama]]. Vezivanje jednog ubikvitina na protein je signal drugim ligazama da vežu dodatne molekule ubikvitina. Rezultat je ''poliubikvitinski lanac'' za koji se vezuje proteazom, čime se omogućava degradacija ciljnog proteina.<ref name=Lodish/>
'''Proteazomi''' su [[proteinski kompleks]]i prisutni kod svih [[eukariote|eukariota]] i [[archaea]], i kod nekih [[bakterija]]. Kod eukariota, oni se nalaze u [[jedro|jedru]] i [[citoplazma|citoplazmi]].<ref name=Peters>{{cite journal |first1=Jan-Michael |last1=Peters |first2=Werner W. |last2=Franke |first3=Jiirgen A. |last3=Kleinschmidt |title=Distinct 19 S and 20 S subcomplexes of the 26 S proteasome and their distribution in the nucleus and the cytoplasm |journal=The Journal of Biological Chemistry |volume=269 |issue=10 |pages=7709–18 |year=1994 |pmid=8125997 |url=http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8125997}}</ref> Glavna funkcija proteazoma je razgradnja nepotrebnih ili oštećenih [[protein]]a putem [[proteoliza|proteolize]], [[hemijska reakcija|hemijske reakcije]] kojom se razlažu [[peptidna veza|peptidne veze]]. [[Enzim]]i koji izvode ovu reakcije se zovu [[proteaza|proteaze]]. Proteazomi su deo velikog mehanizma kojim [[ćelija (biologija)|ćelije]] regulišu [[koncentracija|koncentraciju]] pojedinih proteina i razgrađuju [[proteinsko savijanje|nepravilno savijene proteine]]. Proces degradacije proizvodi [[peptid]]e sa oko sedam do osam [[aminokiselina]], koji se zatim dalje razrađuju u aminokiseline i koriste u [[Синтеза протеина|sintezi]] novih proteina.<ref name=Lodish>{{Cite book |vauthors=Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J |title=Molecular cell biology |publisher=W.H. Freeman and CO |location=New York |year=2004 |pages=66–72 |edition=5th |chapter=3 |id=ISBN 0-7167-4366-3 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref> Proteini se obeležavaju za degradaciju malim proteinom zvanim [[ubikvitin]]. Reakcija obeležavanja je katalizovana enzimima [[ubikvitinska ligaza|ubikvitinskim ligazama]]. Vezivanje jednog ubikvitina na protein je signal drugim ligazama da vežu dodatne molekule ubikvitina. Rezultat je ''poliubikvitinski lanac'' za koji se vezuje proteazom, čime se omogućava degradacija ciljnog proteina.<ref name=Lodish/>


Po [[protein structure|strukturi]], proteazom je cilindrični kompleks koji sadrži „jezgro” od četiri naslagana prstena koji čine središnju poru. Svaki prsten sačinjen je od sedam pojedinačnih proteina. Unutrašnja dva prstena napravljena su od sedam ''β podjedinica'' koje sadrže tri do sedam [[aktivno mesto|aktivnih mesta]] proteaze. Ta mesta nalaze se na unutrašnjoj površini prstenova, tako da ciljni protein mora da uđe u centralnu pora pre nego što se razgradi. Svaka dva spoljna prstena sadrže sedam ''α podjedinica'' čija je funkcija održavanje „kapije” kroz koju proteini ulaze u barel. Ove α podjedinice su kontrolisane vezivanjem za „zaklapajuće” strukture ili ''regulatorne čestice'' koje prepoznaju poliubikvitinske oznake vezane za proteinske supstrate i pokreću proces razgradnje. Celokupni sistem ubikvitacije i proteazomske razgradnje poznat je pod nazivom '''ubikvitin-proteazomski sistem'''.<ref>{{cite journal|last1=Nassif|first1=Nicholas D.|last2=Cambray|first2=Samantha E.|last3=Kraut|first3=Daniel A.|title=Slipping up: Partial substrate degradation by ATP-dependent proteases|journal=IUBMB Life|date=May 2014|volume=66|issue=5|pages=309–317|doi=10.1002/iub.1271|pmid=24823973}}</ref>
Po [[protein structure|strukturi]], proteazom je cilindrični kompleks koji sadrži „jezgro” od četiri naslagana prstena koji čine središnju poru. Svaki prsten sačinjen je od sedam pojedinačnih proteina. Unutrašnja dva prstena napravljena su od sedam ''β podjedinica'' koje sadrže tri do sedam [[aktivno mesto|aktivnih mesta]] proteaze. Ta mesta nalaze se na unutrašnjoj površini prstenova, tako da ciljni protein mora da uđe u centralnu pora pre nego što se razgradi. Svaka dva spoljna prstena sadrže sedam ''α podjedinica'' čija je funkcija održavanje „kapije” kroz koju proteini ulaze u barel. Ove α podjedinice su kontrolisane vezivanjem za „zaklapajuće” strukture ili ''regulatorne čestice'' koje prepoznaju poliubikvitinske oznake vezane za proteinske supstrate i pokreću proces razgradnje. Celokupni sistem ubikvitacije i proteazomske razgradnje poznat je pod nazivom '''ubikvitin-proteazomski sistem'''.<ref>{{cite journal|last1=Nassif|first1=Nicholas D.|last2=Cambray|first2=Samantha E.|last3=Kraut|first3=Daniel A.|title=Slipping up: Partial substrate degradation by ATP-dependent proteases|journal=IUBMB Life|date=2014 |volume=66|issue=5|pages=309–317|doi=10.1002/iub.1271|pmid=24823973}}</ref>


Put proteazomske razgradnje je važan za mnoge ćelijske procese, uključujući [[cell cycle|ćelijski ciklus]], regulaciju [[gene expression|ekspresije gena]] i response na [[oksidativni stres]]. Važnost proteolitičke razgradnje unutar ćelija i uloge ubikvitina u proteolitičkim putevima bila je naglašena dodeljivanjem [[Nobelova nagrada za hemiju|Nobelove nagrade za hemiju]] 2004. godine [[Aaron Ciechanover|Aronu Čihanoveru]], [[Avram Hershko|Avramu Heršku]] i [[Irwin Rose|Irvinu Rouzu]].<ref name=Nobel>{{cite web |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2004/ |title=Nobel Prize Awardees in Chemistry, 2004 |accessdate=11 December 2006 |author=Nobel Prize Committee |year=2004 }}</ref>
Put proteazomske razgradnje je važan za mnoge ćelijske procese, uključujući [[cell cycle|ćelijski ciklus]], regulaciju [[gene expression|ekspresije gena]] i response na [[oksidativni stres]]. Važnost proteolitičke razgradnje unutar ćelija i uloge ubikvitina u proteolitičkim putevima bila je naglašena dodeljivanjem [[Nobelova nagrada za hemiju|Nobelove nagrade za hemiju]] 2004. godine [[Aaron Ciechanover|Aronu Čihanoveru]], [[Avram Hershko|Avramu Heršku]] i [[Irwin Rose|Irvinu Rouzu]].<ref name=Nobel>{{cite web |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2004/ |title=Nobel Prize Awardees in Chemistry, 2004 |accessdate= 2006-12-11 |author=Nobel Prize Committee |year=2004 }}</ref>


== Otkriće ==
== Otkriće ==


Pre otkrića ubikvitinskog proteazomnog sistema, smatralo se da se razgradnja proteina u ćelijama uglavnom oslanja na [[lizozom]]e, [[Organela|organele]] vezane za membranu sa [[kiselina|kiselim]] i [[proteaza|proteaznim]] unutrašnjostima, koje mogu da razgrade i potom recikliraju egzogene proteine i stare ili oštećene organele.<ref name=Lodish/> Međutim, rad Džozefa Etlingera i Alfreda Goldberga iz 1977. godine na ATP-zavisnoj razgradnji proteina u [[reticulocyte|retikulocitima]], kojima nedostaju lizozomi, sugerisao je prisustvo drugog mehanizma unutarćelijske degradacije.<ref>{{cite journal |author= Etlinger JD, Goldberg AL |title= A soluble ATP-dependent proteolytic system responsible for the degradation of abnormal proteins in reticulocytes | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 74 | issue = 1 | pages = 54–8 | date = January 1977 | pmid = 264694 | pmc = 393195 | doi = 10.1073/pnas.74.1.54 }}</ref> Za taj proteinski sistem je pokazano 1978. godine da je sačinjen od nekoliko različitih lanca proteina, što je bila novina među proteazama u to vreme.<ref name=Ciehanover>{{cite journal | vauthors = Ciehanover A, Hod Y, Hershko A | title = A heat-stable polypeptide component of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes | journal = Biochemical and Biophysical Research Communications | volume = 81 | issue = 4 | pages = 1100–5 | date = April 1978 | pmid = 666810 | doi = 10.1016/0006-291X(78)91249-4 }}</ref> Kasniji rad na modifikaciji [[histon]]a doveo je do identifikacije neočekivane [[Kovalentna veza|kovalentne]] modifikacije proteina histona vezom između [[lizin]]skog bočnog lanca histona i [[C-terminus|-{C}--terminusnog]] [[glicin]]skog ostatka [[ubikvitin]]a, proteina koji nije imao poznatu funkciju.<ref name=Goldknopf>{{cite journal | vauthors = Goldknopf IL, Busch H | title = Isopeptide linkage between nonhistone and histone 2A polypeptides of chromosomal conjugate-protein A24 | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 74 | issue = 3 | pages = 864–8 | date = March 1977 | pmid = 265581 | pmc = 430507 | doi = 10.1073/pnas.74.3.864 }}</ref> Zatim je otkriveno da je prethodno identifikovani protein povezan sa proteolitičkom razgradnjom, poznat kao faktor proteolize 1 zavisan od ATP-a (APF-1), isti protein kao i ubikvitin.<ref name=Ciechanover>{{cite journal | vauthors = Ciechanover A | title = Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Aaron Ciechanover. Interview by CDD | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 12 | issue = 9 | pages = 1167–77 | date = September 2005 | pmid = 16094393 | doi = 10.1038/sj.cdd.4401691 }}</ref> Proteolitičke aktivnosti ovog sistema izolovane su kao multiproteinski kompleks koji su Šervin Vilk i Marion Orlovski nazvali multikatalitičkim proteinaznim kompleksom.<ref name=Wilk>{{cite journal |vauthors= Wilk S, Orlowski M | title = Cation-sensitive neutral endopeptidase: isolation and specificity of the bovine pituitary enzyme |journal= Journal of Neurochemistry |volume=35 |issue =5 |pages= 1172–82 |date= November 1980 |pmid = 6778972 |doi= 10.1111/j.1471-4159.1980.tb07873.x }}</ref> Kasnije je otkriven [[Adenosine triphosphate|ATP]]-zavisni proteolitički kompleks koji je odgovoran za razgradnju proteina zavisnih od ubikvitina i nazvan je -{26S}- proteazom.<ref>{{cite journal |vauthors= Arrigo AP, Tanaka, K, Goldberg F, Welch WJ |title= Identity of 19S prosome particle with the large multifunctional protease complex of mammalian cells. |journal=Nature |volume= 331 |issue= 6152 |pages= 192–94 |date= 1988 |doi=10.1038/331192a0|pmid= 3277060 }}{{cite journal |vauthors= Tanaka K, Waxman L, Goldberg AL |title= ATP serves two distinct roles in protein degradation in reticulocytes, one requiring and one independent of ubiquitin |journal= The Journal of Cell Biology |volume=96 |issue=6 |pages= 1580–5 |date= June 1983 |pmid= 6304111 |pmc= 2112434 |doi= 10.1083/jcb.96.6.1580 }}</ref><ref>{{cite journal |vauthors= Hough R, Pratt G, Rechsteiner M |title= Purification of two high molecular weight proteases from rabbit reticulocyte lysate |journal = The Journal of Biological Chemistry |volume= 262 |issue = 17 |pages= 8303–13 |date= June 1987 |pmid= 3298229 |url= http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3298229 }}</ref>
Pre otkrića ubikvitinskog proteazomnog sistema, smatralo se da se razgradnja proteina u ćelijama uglavnom oslanja na [[lizozom]]e, [[Organela|organele]] vezane za membranu sa [[kiselina|kiselim]] i [[proteaza|proteaznim]] unutrašnjostima, koje mogu da razgrade i potom recikliraju egzogene proteine i stare ili oštećene organele.<ref name=Lodish/> Međutim, rad Džozefa Etlingera i Alfreda Goldberga iz 1977. godine na ATP-zavisnoj razgradnji proteina u [[reticulocyte|retikulocitima]], kojima nedostaju lizozomi, sugerisao je prisustvo drugog mehanizma unutarćelijske degradacije.<ref>{{cite journal |author= Etlinger JD, Goldberg AL |title= A soluble ATP-dependent proteolytic system responsible for the degradation of abnormal proteins in reticulocytes | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 74 | issue = 1 | pages = 54–8 | date = 1977 | pmid = 264694 | pmc = 393195 | doi = 10.1073/pnas.74.1.54 }}</ref> Za taj proteinski sistem je pokazano 1978. godine da je sačinjen od nekoliko različitih lanca proteina, što je bila novina među proteazama u to vreme.<ref name=Ciehanover>{{cite journal | vauthors = Ciehanover A, Hod Y, Hershko A | title = A heat-stable polypeptide component of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes | journal = Biochemical and Biophysical Research Communications | volume = 81 | issue = 4 | pages = 1100–5 | date = 1978 | pmid = 666810 | doi = 10.1016/0006-291X(78)91249-4 }}</ref> Kasniji rad na modifikaciji [[histon]]a doveo je do identifikacije neočekivane [[Kovalentna veza|kovalentne]] modifikacije proteina histona vezom između [[lizin]]skog bočnog lanca histona i [[C-terminus|-{C}--terminusnog]] [[glicin]]skog ostatka [[ubikvitin]]a, proteina koji nije imao poznatu funkciju.<ref name=Goldknopf>{{cite journal | vauthors = Goldknopf IL, Busch H | title = Isopeptide linkage between nonhistone and histone 2A polypeptides of chromosomal conjugate-protein A24 | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 74 | issue = 3 | pages = 864–8 | date = 1977 | pmid = 265581 | pmc = 430507 | doi = 10.1073/pnas.74.3.864 }}</ref> Zatim je otkriveno da je prethodno identifikovani protein povezan sa proteolitičkom razgradnjom, poznat kao faktor proteolize 1 zavisan od ATP-a (APF-1), isti protein kao i ubikvitin.<ref name=Ciechanover>{{cite journal | vauthors = Ciechanover A | title = Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Aaron Ciechanover. Interview by CDD | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 12 | issue = 9 | pages = 1167–77 | date = 2005 | pmid = 16094393 | doi = 10.1038/sj.cdd.4401691 }}</ref> Proteolitičke aktivnosti ovog sistema izolovane su kao multiproteinski kompleks koji su Šervin Vilk i Marion Orlovski nazvali multikatalitičkim proteinaznim kompleksom.<ref name=Wilk>{{cite journal |vauthors= Wilk S, Orlowski M | title = Cation-sensitive neutral endopeptidase: isolation and specificity of the bovine pituitary enzyme |journal= Journal of Neurochemistry |volume=35 |issue =5 |pages= 1172–82 |date= 1980 |pmid = 6778972 |doi= 10.1111/j.1471-4159.1980.tb07873.x }}</ref> Kasnije je otkriven [[Adenosine triphosphate|ATP]]-zavisni proteolitički kompleks koji je odgovoran za razgradnju proteina zavisnih od ubikvitina i nazvan je -{26S}- proteazom.<ref>{{cite journal |vauthors= Arrigo AP, Tanaka, K, Goldberg F, Welch WJ |title= Identity of 19S prosome particle with the large multifunctional protease complex of mammalian cells. |journal=Nature |volume= 331 |issue= 6152 |pages= 192–94 |date= 1988 |doi=10.1038/331192a0|pmid= 3277060 }}{{cite journal |vauthors= Tanaka K, Waxman L, Goldberg AL |title= ATP serves two distinct roles in protein degradation in reticulocytes, one requiring and one independent of ubiquitin |journal= The Journal of Cell Biology |volume=96 |issue=6 |pages= 1580–5 |date= 1983 |pmid= 6304111 |pmc= 2112434 |doi= 10.1083/jcb.96.6.1580 }}</ref><ref>{{cite journal |vauthors= Hough R, Pratt G, Rechsteiner M |title= Purification of two high molecular weight proteases from rabbit reticulocyte lysate |journal = The Journal of Biological Chemistry |volume= 262 |issue = 17 |pages= 8303–13 |date= 1987 |pmid= 3298229 |url= http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=3298229 }}</ref>


Veliki deo ranog rada koji je doveo do otkrića ubikvitin proteazomnog sistema odvio se krajem 1970-ih i početkom 1980-ih u [[Technion – Israel Institute of Technology|Tehnionu]] u laboratoriji [[Avram Hershko|Avrama Herška]], gde je [[Aaron Ciechanover|Aron Čihanover]] radio kao postdiplomski student. Herškovo jednogodišnje gostovanje u laboratoriji [[Irwin Rose|Irvina Rouza]] u [[Fox Chase Cancer Center|Foks Čejsovom centru za kancer]] pružilo je ključne konceptualne spoznaje, mada je Rouz kasnije umanjivao svoju ulogu u otkriću.<ref name=Hershko>{{cite journal | vauthors = Hershko A | title = Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Avram Hershko. Interview by CDD | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 12 | issue = 9 | pages = 1158–61 | date = September 2005 | pmid = 16094391 | doi = 10.1038/sj.cdd.4401709 }}</ref> Njih troje su podelili [[Nobelova nagrada za hemiju|Nobelovu nagradu za hemiju]] 2004. godine za njihov rad na otkrivanju ovog sistema.<ref name=Nobel/>
Veliki deo ranog rada koji je doveo do otkrića ubikvitin proteazomnog sistema odvio se krajem 1970-ih i početkom 1980-ih u [[Technion – Israel Institute of Technology|Tehnionu]] u laboratoriji [[Avram Hershko|Avrama Herška]], gde je [[Aaron Ciechanover|Aron Čihanover]] radio kao postdiplomski student. Herškovo jednogodišnje gostovanje u laboratoriji [[Irwin Rose|Irvina Rouza]] u [[Fox Chase Cancer Center|Foks Čejsovom centru za kancer]] pružilo je ključne konceptualne spoznaje, mada je Rouz kasnije umanjivao svoju ulogu u otkriću.<ref name=Hershko>{{cite journal | vauthors = Hershko A | title = Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Avram Hershko. Interview by CDD | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 12 | issue = 9 | pages = 1158–61 | date = 2005 | pmid = 16094391 | doi = 10.1038/sj.cdd.4401709 }}</ref> Njih troje su podelili [[Nobelova nagrada za hemiju|Nobelovu nagradu za hemiju]] 2004. godine za njihov rad na otkrivanju ovog sistema.<ref name=Nobel/>


[[Elektronski mikroskop|Elektronsko mikroskopski]] podaci koji su otkrili prstenastu strukturu naslaganih prstenova proteazoma postali su dostupni sredinom 1980-ih,<ref name=Kopp>{{cite journal | vauthors = Kopp F, Steiner R, Dahlmann B, Kuehn L, Reinauer H | title = Size and shape of the multicatalytic proteinase from rat skeletal muscle | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 872 | issue = 3 | pages = 253–60 | date = August 1986 | pmid = 3524688 | doi = 10.1016/0167-4838(86)90278-5 }}</ref> dok je prva struktura jezgrenog dela proteazoma rešena pomoću [[X-ray crystallography|rendgenske kristalografije]] 1994. godine.<ref name=Lowe>{{cite journal | vauthors = Löwe J, Stock D, Jap B, Zwickl P, Baumeister W, Huber R | title = Crystal structure of the 20S proteasome from the archaeon T. acidophilum at 3.4 A resolution | journal = Science | volume = 268 | issue = 5210 | pages = 533–9 | date = April 1995 | pmid = 7725097 | doi = 10.1126/science.7725097 }}</ref>
[[Elektronski mikroskop|Elektronsko mikroskopski]] podaci koji su otkrili prstenastu strukturu naslaganih prstenova proteazoma postali su dostupni sredinom 1980-ih,<ref name=Kopp>{{cite journal | vauthors = Kopp F, Steiner R, Dahlmann B, Kuehn L, Reinauer H | title = Size and shape of the multicatalytic proteinase from rat skeletal muscle | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 872 | issue = 3 | pages = 253–60 | date = 1986 | pmid = 3524688 | doi = 10.1016/0167-4838(86)90278-5 }}</ref> dok je prva struktura jezgrenog dela proteazoma rešena pomoću [[X-ray crystallography|rendgenske kristalografije]] 1994. godine.<ref name=Lowe>{{cite journal | vauthors = Löwe J, Stock D, Jap B, Zwickl P, Baumeister W, Huber R | title = Crystal structure of the 20S proteasome from the archaeon T. acidophilum at 3.4 A resolution | journal = Science | volume = 268 | issue = 5210 | pages = 533–9 | date = 1995 | pmid = 7725097 | doi = 10.1126/science.7725097 }}</ref>


== Struktura i organizacija ==
== Struktura i organizacija ==
[[File:1G0U subunits sideview.png|thumb|right|Shematski dijagram dela jezgra proteazoma -{20S}- gledan sa strane. α podjedinice koje čine spoljna dva prstena prikazane su zelenom bojom, a β podjedinice koje čine unutrašnja dva prstena prikazane su plavom bojom.]]
[[File:1G0U subunits sideview.png|thumb|right|Shematski dijagram dela jezgra proteazoma -{20S}- gledan sa strane. α podjedinice koje čine spoljna dva prstena prikazane su zelenom bojom, a β podjedinice koje čine unutrašnja dva prstena prikazane su plavom bojom.]]


Proteazomske podkomponente često se nazivaju po njihovim [[Svedberg]]ovim koeficijentima sedimentacije (označenim sa -{''S''}-). Proteazom koji se isključivo koristi kod sisara je [[citosol]]ni -{26S}- proteasom, koji ima [[Molekulska masa|molekulsku masu]] od oko 2000 [[atomic mass unit|kilodaltona]] (-{kDa}-) i sadrži jednu -{20S}- proteinsku podjedinicu i dve -{19S}- regulatorne podjedinice. Jezgro je šuplje i pruža zatvorenu šupljinu u kojoj se proteini razgrađuju; otvori na dva kraja jezgra omogućavaju ulazak ciljnog proteina. Svaki kraj jezgra je udružen sa -{19S}- regulatornom podjedinicom koja sadrži više [[active site|aktivnih mesta]] [[ATPase|ATPaze]] i mesta vezanja ubikvitina. Ta struktura prepoznaje poliubikvitinirane proteine i prenosi ih u katalitičko jezgro.<ref name=Dong>{{cite journal | vauthors = Dong Y, Zhang S, Wu Z, Li X, Wang WL, Zhu Y, Stoilova-McPhie S, Lu Y, Finley D, Mao Y | title = Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome | journal = Nature | volume = 565 | issue = 7737 | pages = 49–55 | date = November 2018 | doi = 10.1038/s41586-018-0736-4 }}</ref> Jedan alternativni oblik regulatorne podjedinice, koji se naziva -{11S}- deo, može se povezati s jezgrom na isti način kao i -{19S}- deo. Deo -{11S}- može da igra ulogu u razgradnji stranih peptida, kao što su oni koji nastaju nakon infekcije [[virus]]a.<ref name=Wang>{{cite journal | vauthors = Wang J, Maldonado MA | title = The ubiquitin-proteasome system and its role in inflammatory and autoimmune diseases | journal = Cellular & Molecular Immunology | volume = 3 | issue = 4 | pages = 255–61 | date = August 2006 | pmid = 16978533 | doi = }}</ref>
Proteazomske podkomponente često se nazivaju po njihovim [[Svedberg]]ovim koeficijentima sedimentacije (označenim sa -{''S''}-). Proteazom koji se isključivo koristi kod sisara je [[citosol]]ni -{26S}- proteasom, koji ima [[Molekulska masa|molekulsku masu]] od oko 2000 [[atomic mass unit|kilodaltona]] (-{kDa}-) i sadrži jednu -{20S}- proteinsku podjedinicu i dve -{19S}- regulatorne podjedinice. Jezgro je šuplje i pruža zatvorenu šupljinu u kojoj se proteini razgrađuju; otvori na dva kraja jezgra omogućavaju ulazak ciljnog proteina. Svaki kraj jezgra je udružen sa -{19S}- regulatornom podjedinicom koja sadrži više [[active site|aktivnih mesta]] [[ATPase|ATPaze]] i mesta vezanja ubikvitina. Ta struktura prepoznaje poliubikvitinirane proteine i prenosi ih u katalitičko jezgro.<ref name=Dong>{{cite journal | vauthors = Dong Y, Zhang S, Wu Z, Li X, Wang WL, Zhu Y, Stoilova-McPhie S, Lu Y, Finley D, Mao Y | title = Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome | journal = Nature | volume = 565 | issue = 7737 | pages = 49–55 | date = 2018 | doi = 10.1038/s41586-018-0736-4 }}</ref> Jedan alternativni oblik regulatorne podjedinice, koji se naziva -{11S}- deo, može se povezati s jezgrom na isti način kao i -{19S}- deo. Deo -{11S}- može da igra ulogu u razgradnji stranih peptida, kao što su oni koji nastaju nakon infekcije [[virus]]a.<ref name=Wang>{{cite journal | vauthors = Wang J, Maldonado MA | title = The ubiquitin-proteasome system and its role in inflammatory and autoimmune diseases | journal = Cellular & Molecular Immunology | volume = 3 | issue = 4 | pages = 255–61 | date = 2006 | pmid = 16978533 | doi = }}</ref>


=== 20-{S}- deo jezgra ===
=== 20-{S}- deo jezgra ===


Broj i raznolikost podjedinica sadržanih u 20S jezgrenim delovima zavisi od organizma; broj različitih i specijalizovanih podjedinica je veći u višećelijskim nego u jednoćelijskim organizmima, i veći je kod eukariota nego kod prokariota. Svi 20S delovi se sastoje od četiri složene heptamerne prstenaste strukture koje su same sastavljene od dve različite vrste podjedinica; α podjedinice su strukturne prirode, dok su β podjedinice pretežno [[catalysis|katalitičke]]. α podjedinice su [[Pseudoenzyme|pseudoenzimi]] koji su homologni β podjedinicama. One su skolopljene sa svojim -{N}--terminusima u blizini onih sa β podjedinica.<ref name="pmid21211719"/> Spoljašnja dva prstena u snopu se sastoje od sedam α podjedinica koje služe kao domeni za [[Doking (molekulski)|pozicioniranje]] regulatornih delova, a alfa podjedinični -{N}--terminusi ({{Pfam|PF10584}}) formiraju kapije koja blokiraju neregulisani pristup supstrata unutrašnjosti šupljine.<ref name=Smith07>{{cite journal | vauthors = Smith DM, Chang SC, Park S, Finley D, Cheng Y, Goldberg AL | title = Docking of the proteasomal ATPases' carboxyl termini in the 20S proteasome's alpha ring opens the gate for substrate entry | journal = Molecular Cell | volume = 27 | issue = 5 | pages = 731–44 | date = September 2007 | pmid = 17803938 | pmc = 2083707 | doi = 10.1016/j.molcel.2007.06.033 }}</ref> Unutarnja dva prstena sastoje se od sedam β podjedinica svaki i u njihovim -{N}--terminusima su sadržana aktivna mesta proteaze koja izvode reakcije proteolize.<ref name="MEROPS-T1">{{cite web |title=MEROPS Family T1 |url=https://www.ebi.ac.uk/merops/cgi-bin/famsum?family=T01 |publisher=EMBL-EBI |accessdate=16 February 2019}}</ref> U pročišćenom kompleksu su identifikovane tri različite katalitičke aktivnosti: hidroliza slična [[himotripsin]]u, [[tripsin]]u i peptidilglutamil-peptidu.<ref name=Wilk2>{{cite journal | vauthors = Wilk S, Orlowski M | title = Evidence that pituitary cation-sensitive neutral endopeptidase is a multicatalytic protease complex | journal = Journal of Neurochemistry | volume = 40 | issue = 3 | pages = 842–9 | date = March 1983 | pmid = 6338156 | doi = 10.1111/j.1471-4159.1983.tb08056.x }}</ref> Veličina proteazoma je relativno konzervina i iznosi oko 150 [[Ангстрем (јединица)|angstrema]] (Å) sa 115 Å. Unutrašnja komora je široka najviše 53 Å, dok ulaz može biti uzak sa samo 13 Å, što ukazuje na to da se proteini supstrata moraju barem delimično razvući da bi se ušli.<ref name=Nandi>{{cite journal | vauthors = Nandi D, Tahiliani P, Kumar A, Chandu D | title = The ubiquitin-proteasome system | journal = Journal of Biosciences | volume = 31 | issue = 1 | pages = 137–55 | date = March 2006 | pmid = 16595883 | doi = 10.1007/BF02705243 | url = http://eprints.iisc.ac.in/6416/1/The_ubiquitin-proteasome_system.pdf }}</ref>
Broj i raznolikost podjedinica sadržanih u 20S jezgrenim delovima zavisi od organizma; broj različitih i specijalizovanih podjedinica je veći u višećelijskim nego u jednoćelijskim organizmima, i veći je kod eukariota nego kod prokariota. Svi 20S delovi se sastoje od četiri složene heptamerne prstenaste strukture koje su same sastavljene od dve različite vrste podjedinica; α podjedinice su strukturne prirode, dok su β podjedinice pretežno [[catalysis|katalitičke]]. α podjedinice su [[Pseudoenzyme|pseudoenzimi]] koji su homologni β podjedinicama. One su skolopljene sa svojim -{N}--terminusima u blizini onih sa β podjedinica.<ref name="pmid21211719"/> Spoljašnja dva prstena u snopu se sastoje od sedam α podjedinica koje služe kao domeni za [[Doking (molekulski)|pozicioniranje]] regulatornih delova, a alfa podjedinični -{N}--terminusi ({{Pfam|PF10584}}) formiraju kapije koja blokiraju neregulisani pristup supstrata unutrašnjosti šupljine.<ref name=Smith07>{{cite journal | vauthors = Smith DM, Chang SC, Park S, Finley D, Cheng Y, Goldberg AL | title = Docking of the proteasomal ATPases' carboxyl termini in the 20S proteasome's alpha ring opens the gate for substrate entry | journal = Molecular Cell | volume = 27 | issue = 5 | pages = 731–44 | date = 2007 | pmid = 17803938 | pmc = 2083707 | doi = 10.1016/j.molcel.2007.06.033 }}</ref> Unutarnja dva prstena sastoje se od sedam β podjedinica svaki i u njihovim -{N}--terminusima su sadržana aktivna mesta proteaze koja izvode reakcije proteolize.<ref name="MEROPS-T1">{{cite web |title=MEROPS Family T1 |url=https://www.ebi.ac.uk/merops/cgi-bin/famsum?family=T01 |publisher=EMBL-EBI |accessdate= 2019-02-16}}</ref> U pročišćenom kompleksu su identifikovane tri različite katalitičke aktivnosti: hidroliza slična [[himotripsin]]u, [[tripsin]]u i peptidilglutamil-peptidu.<ref name=Wilk2>{{cite journal | vauthors = Wilk S, Orlowski M | title = Evidence that pituitary cation-sensitive neutral endopeptidase is a multicatalytic protease complex | journal = Journal of Neurochemistry | volume = 40 | issue = 3 | pages = 842–9 | date = 1983 | pmid = 6338156 | doi = 10.1111/j.1471-4159.1983.tb08056.x }}</ref> Veličina proteazoma je relativno konzervina i iznosi oko 150 [[Ангстрем (јединица)|angstrema]] (Å) sa 115 Å. Unutrašnja komora je široka najviše 53 Å, dok ulaz može biti uzak sa samo 13 Å, što ukazuje na to da se proteini supstrata moraju barem delimično razvući da bi se ušli.<ref name=Nandi>{{cite journal | vauthors = Nandi D, Tahiliani P, Kumar A, Chandu D | title = The ubiquitin-proteasome system | journal = Journal of Biosciences | volume = 31 | issue = 1 | pages = 137–55 | date = 2006 | pmid = 16595883 | doi = 10.1007/BF02705243 | url = http://eprints.iisc.ac.in/6416/1/The_ubiquitin-proteasome_system.pdf }}</ref>


U [[archaea|arhejama]] kao što je -{''[[Thermoplasma|Thermoplasma acidophilum]]''}-, sve α i sve β podjedinice su identične, dok eukariotski proteazomi poput onih u [[yeast|kvascu]] sadrže sedam različitih vrsta svake podjedinice. Kod [[mammal|sisara]] su podjedinice β1, β2 i β5 katalitičke; iako imaju zajednički mehanizam, one imaju tri različite supstratne specifičnosti koje se smatraju sličnim [[himotripsin]]u i [[tripsin]]u, kao i peptidil-glutamil peptidnoj hidrolizi (PHGH).<ref name=Heinemeyer>{{cite journal | vauthors = Heinemeyer W, Fischer M, Krimmer T, Stachon U, Wolf DH | title = The active sites of the eukaryotic 20 S proteasome and their involvement in subunit precursor processing | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 272 | issue = 40 | pages = 25200–9 | date = October 1997 | pmid = 9312134 | doi = 10.1074/jbc.272.40.25200 }}</ref> Alternativni β oblici, koji su označeni sa β1i, β2i i β5i, mogu biti izraženi u [[Hematopoeza|hematopoetskim]] ćelijama kao odgovor na izloženost [[Inflammation|proinflamatornim]] [[cell signaling|signalima]], kao što su [[citokini]], naročito [[interferon gama|interferonu gama]]. Proteazom sastavljen sa ovim alternativnim podjedinicama poznat je pod nazivom ''imunoproteazom'', i njegova je specifičnost supstrata izmenjena u odnosu na normalan proteazom.<ref name=Nandi/> Nedavno je identifikovan alternativni proteazom u ljudskim ćelijama kojima nedostaje α3 podjedinica jezgra.<ref name="Padmanabhan A 2016">{{cite journal | vauthors = Padmanabhan A, Vuong SA, Hochstrasser M | title = Assembly of an Evolutionarily Conserved Alternative Proteasome Isoform in Human Cells | journal = Cell Reports | volume = 14 | issue = 12 | pages = 2962–74 | date = March 2016 | pmid = 26997268 | doi = 10.1016/j.celrep.2016.02.068 | pmc=4828729}}</ref> Ovi proteazomi (poznati kao α4-α4 proteazomi) umesto toga formiraju -{20S}- delove jezgra koje sadrže dodatnu α4 podjedinicu umesto nedostajuće α3 podjedinice. Za ove alternativne 'a4-a4' proteazome je ranije bilo poznato da postoje u kvascu.<ref>{{cite journal | vauthors = Velichutina I, Connerly PL, Arendt CS, Li X, Hochstrasser M | title = Plasticity in eucaryotic 20S proteasome ring assembly revealed by a subunit deletion in yeast | journal = The EMBO Journal | volume = 23 | issue = 3 | pages = 500–10 | date = February 2004 | pmid = 14739934 | doi = 10.1038/sj.emboj.7600059 | pmc=1271798}}</ref> Iako je precizna funkcija ovih proteazomskih izoformi još uvek u velikoj meri nepoznata, ćelije koje izražavaju te proteazome pokazuju pojačanu otpornost na toksičnost indukovanu metalnim jonima, poput kadmijuma.<ref name="Padmanabhan A 2016"/><ref>{{cite journal | vauthors = Kusmierczyk AR, Kunjappu MJ, Funakoshi M, Hochstrasser M | title = A multimeric assembly factor controls the formation of alternative 20S proteasomes | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 15 | issue = 3 | pages = 237–44 | date = March 2008 | pmid = 18278055 | doi = 10.1038/nsmb.1389 }}</ref>
U [[archaea|arhejama]] kao što je -{''[[Thermoplasma|Thermoplasma acidophilum]]''}-, sve α i sve β podjedinice su identične, dok eukariotski proteazomi poput onih u [[yeast|kvascu]] sadrže sedam različitih vrsta svake podjedinice. Kod [[mammal|sisara]] su podjedinice β1, β2 i β5 katalitičke; iako imaju zajednički mehanizam, one imaju tri različite supstratne specifičnosti koje se smatraju sličnim [[himotripsin]]u i [[tripsin]]u, kao i peptidil-glutamil peptidnoj hidrolizi (PHGH).<ref name=Heinemeyer>{{cite journal | vauthors = Heinemeyer W, Fischer M, Krimmer T, Stachon U, Wolf DH | title = The active sites of the eukaryotic 20 S proteasome and their involvement in subunit precursor processing | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 272 | issue = 40 | pages = 25200–9 | date = 1997 | pmid = 9312134 | doi = 10.1074/jbc.272.40.25200 }}</ref> Alternativni β oblici, koji su označeni sa β1i, β2i i β5i, mogu biti izraženi u [[Hematopoeza|hematopoetskim]] ćelijama kao odgovor na izloženost [[Inflammation|proinflamatornim]] [[cell signaling|signalima]], kao što su [[citokini]], naročito [[interferon gama|interferonu gama]]. Proteazom sastavljen sa ovim alternativnim podjedinicama poznat je pod nazivom ''imunoproteazom'', i njegova je specifičnost supstrata izmenjena u odnosu na normalan proteazom.<ref name=Nandi/> Nedavno je identifikovan alternativni proteazom u ljudskim ćelijama kojima nedostaje α3 podjedinica jezgra.<ref name="Padmanabhan A 2016">{{cite journal | vauthors = Padmanabhan A, Vuong SA, Hochstrasser M | title = Assembly of an Evolutionarily Conserved Alternative Proteasome Isoform in Human Cells | journal = Cell Reports | volume = 14 | issue = 12 | pages = 2962–74 | date = 2016 | pmid = 26997268 | doi = 10.1016/j.celrep.2016.02.068 | pmc=4828729}}</ref> Ovi proteazomi (poznati kao α4-α4 proteazomi) umesto toga formiraju -{20S}- delove jezgra koje sadrže dodatnu α4 podjedinicu umesto nedostajuće α3 podjedinice. Za ove alternativne 'a4-a4' proteazome je ranije bilo poznato da postoje u kvascu.<ref>{{cite journal | vauthors = Velichutina I, Connerly PL, Arendt CS, Li X, Hochstrasser M | title = Plasticity in eucaryotic 20S proteasome ring assembly revealed by a subunit deletion in yeast | journal = The EMBO Journal | volume = 23 | issue = 3 | pages = 500–10 | date = 2004 | pmid = 14739934 | doi = 10.1038/sj.emboj.7600059 | pmc=1271798}}</ref> Iako je precizna funkcija ovih proteazomskih izoformi još uvek u velikoj meri nepoznata, ćelije koje izražavaju te proteazome pokazuju pojačanu otpornost na toksičnost indukovanu metalnim jonima, poput kadmijuma.<ref name="Padmanabhan A 2016"/><ref>{{cite journal | vauthors = Kusmierczyk AR, Kunjappu MJ, Funakoshi M, Hochstrasser M | title = A multimeric assembly factor controls the formation of alternative 20S proteasomes | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 15 | issue = 3 | pages = 237–44 | date = 2008 | pmid = 18278055 | doi = 10.1038/nsmb.1389 }}</ref>


===19-{S}- regulatorni deo ===
===19-{S}- regulatorni deo ===


Deo -{19S}- se kod eukariota sastoji se od 19 pojedinačnih proteina i deli se na dva podsklopa, bazu sa 9 podjedinica koja se veže direktno na α prsten jezgrenog dela -{20S}- i poklopac sa 10 podjedinica. Šest od devet proteina baze su ATPazne podjedinice iz porodice AAA, a evolucijski homolog ovih ATPaza postoji kod arheja, koji se naziva -{PAN}- ([[nukleotidaza]] koja aktivira proteazom).<ref>{{cite journal | vauthors = Zwickl P, Ng D, Woo KM, Klenk HP, Goldberg AL | title = An archaebacterial ATPase, homologous to ATPases in the eukaryotic 26 S proteasome, activates protein breakdown by 20 S proteasomes | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 274 | issue = 37 | pages = 26008–14 | date = September 1999 | pmid = 10473546 | doi = 10.1074/jbc.274.37.26008 }}</ref> Asocijacija -{19S}- i -{20S}- delova zahteva vezanje ATP-a na podjedinice ATPaze -{19S}-, i neophodna je hidroliza ATP da bi sastavljeni kompleks razgradio sklopljene i ubikvitinisane proteine. Jedino korak rasklapanja supstrata zahteva energiju ATP hidrolize, dok samo vezanje ATP-a može da podržava sve ostale korake potrebne za razgradnju proteina (npr. sklapanje kompleksa, otvaranje kapija, translokacija i proteoliza).<ref name="Smith">{{cite journal | vauthors = Smith DM, Kafri G, Cheng Y, Ng D, Walz T, Goldberg AL | title = ATP binding to PAN or the 26S ATPases causes association with the 20S proteasome, gate opening, and translocation of unfolded proteins | journal = Molecular Cell | volume = 20 | issue = 5 | pages = 687–98 | date = December 2005 | pmid = 16337593 | doi = 10.1016/j.molcel.2005.10.019 }}</ref><ref name="Liu"/> Zapravo, vezanje ATP-a na ATPaze samo po sebi podržava brzu razgradnju nesklopljenih proteina. Međutim, iako je potrebna hidroliza ATP-a samo za rasklapanje, još nije jasno da li se ta energija možda koristiti u sprezanju nekih od ovih koraka.<ref name=Liu>{{cite journal | vauthors = Liu CW, Li X, Thompson D, Wooding K, Chang TL, Tang Z, Yu H, Thomas PJ, DeMartino GN | title = ATP binding and ATP hydrolysis play distinct roles in the function of 26S proteasome | journal = Molecular Cell | volume = 24 | issue = 1 | pages = 39–50 | date = October 2006 | pmid = 17018291 | doi = 10.1016/j.molcel.2006.08.025 | pmc = 3951175 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Lam YA, Lawson TG, Velayutham M, Zweier JL, Pickart CM | title = A proteasomal ATPase subunit recognizes the polyubiquitin degradation signal | journal = Nature | volume = 416 | issue = 6882 | pages = 763–7 | date = April 2002 | pmid = 11961560 | doi = 10.1038/416763a }}</ref>
Deo -{19S}- se kod eukariota sastoji se od 19 pojedinačnih proteina i deli se na dva podsklopa, bazu sa 9 podjedinica koja se veže direktno na α prsten jezgrenog dela -{20S}- i poklopac sa 10 podjedinica. Šest od devet proteina baze su ATPazne podjedinice iz porodice AAA, a evolucijski homolog ovih ATPaza postoji kod arheja, koji se naziva -{PAN}- ([[nukleotidaza]] koja aktivira proteazom).<ref>{{cite journal | vauthors = Zwickl P, Ng D, Woo KM, Klenk HP, Goldberg AL | title = An archaebacterial ATPase, homologous to ATPases in the eukaryotic 26 S proteasome, activates protein breakdown by 20 S proteasomes | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 274 | issue = 37 | pages = 26008–14 | date = 1999 | pmid = 10473546 | doi = 10.1074/jbc.274.37.26008 }}</ref> Asocijacija -{19S}- i -{20S}- delova zahteva vezanje ATP-a na podjedinice ATPaze -{19S}-, i neophodna je hidroliza ATP da bi sastavljeni kompleks razgradio sklopljene i ubikvitinisane proteine. Jedino korak rasklapanja supstrata zahteva energiju ATP hidrolize, dok samo vezanje ATP-a može da podržava sve ostale korake potrebne za razgradnju proteina (npr. sklapanje kompleksa, otvaranje kapija, translokacija i proteoliza).<ref name="Smith">{{cite journal | vauthors = Smith DM, Kafri G, Cheng Y, Ng D, Walz T, Goldberg AL | title = ATP binding to PAN or the 26S ATPases causes association with the 20S proteasome, gate opening, and translocation of unfolded proteins | journal = Molecular Cell | volume = 20 | issue = 5 | pages = 687–98 | date = 2005 | pmid = 16337593 | doi = 10.1016/j.molcel.2005.10.019 }}</ref><ref name="Liu"/> Zapravo, vezanje ATP-a na ATPaze samo po sebi podržava brzu razgradnju nesklopljenih proteina. Međutim, iako je potrebna hidroliza ATP-a samo za rasklapanje, još nije jasno da li se ta energija možda koristiti u sprezanju nekih od ovih koraka.<ref name=Liu>{{cite journal | vauthors = Liu CW, Li X, Thompson D, Wooding K, Chang TL, Tang Z, Yu H, Thomas PJ, DeMartino GN | title = ATP binding and ATP hydrolysis play distinct roles in the function of 26S proteasome | journal = Molecular Cell | volume = 24 | issue = 1 | pages = 39–50 | date = 2006 | pmid = 17018291 | doi = 10.1016/j.molcel.2006.08.025 | pmc = 3951175 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Lam YA, Lawson TG, Velayutham M, Zweier JL, Pickart CM | title = A proteasomal ATPase subunit recognizes the polyubiquitin degradation signal | journal = Nature | volume = 416 | issue = 6882 | pages = 763–7 | date = 2002 | pmid = 11961560 | doi = 10.1038/416763a }}</ref>


[[File:26S proteasome structure.jpg|thumb|right|Prikaz -{26S}- proteazoma.<ref name=Beck>{{cite journal | vauthors = Beck F, Unverdorben P, Bohn S, Schweitzer A, Pfeifer G, Sakata E, Nickell S, Plitzko JM, Villa E, Baumeister W, Förster F | title = Near-atomic resolution structural model of the yeast 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 109 | issue = 37 | pages = 14870–5 | date = September 2012 | pmid = 22927375 | doi = 10.1073/pnas.1213333109 | pmc=3443124}}</ref>]]
[[File:26S proteasome structure.jpg|thumb|right|Prikaz -{26S}- proteazoma.<ref name=Beck>{{cite journal | vauthors = Beck F, Unverdorben P, Bohn S, Schweitzer A, Pfeifer G, Sakata E, Nickell S, Plitzko JM, Villa E, Baumeister W, Förster F | title = Near-atomic resolution structural model of the yeast 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 109 | issue = 37 | pages = 14870–5 | date = 2012 | pmid = 22927375 | doi = 10.1073/pnas.1213333109 | pmc=3443124}}</ref>]]


Godine 2012, dva nezavisna napora rasvetlila su molekularnu arhitekturu -{26S}- proteazoma [[Elektronska mikroskopija|elektronskim mikroskopijom]] sa [[Single particle analysis|jednom česticom]].<ref name=Lander>{{cite journal | vauthors = Lander GC, Estrin E, Matyskiela ME, Bashore C, Nogales E, Martin A | title = Complete subunit architecture of the proteasome regulatory particle | journal = Nature | volume = 482 | issue = 7384 | pages = 186–91 | date = February 2012 | pmid = 22237024 | pmc = 3285539| doi = 10.1038/nature10774 }}</ref><ref name=Lasker>{{cite journal | vauthors = Lasker K, Förster F, Bohn S, Walzthoeni T, Villa E, Unverdorben P, Beck F, Aebersold R, Sali A, Baumeister W | title = Molecular architecture of the 26S proteasome holocomplex determined by an integrative approach | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 109 | issue = 5 | pages = 1380–7 | date = January 2012 | pmid = 22307589 | doi = 10.1073/pnas.1120559109 | pmc=3277140}}</ref> Tokom 2016. godine, tri nezavisna napora utvrdila su prvu strukturu u skoro atomskoj rezoluciji ljudskog -{26S}- proteazoma u odsustvu supstrata primenom krio-EM.<ref name=Chen>{{cite journal | vauthors = Chen S, Wu J, Lu Y, Ma YB, Lee BH, Yu Z, Ouyang Q, Finley DJ, Kirschner MW, Mao Y | title = Structural basis for dynamic regulation of the human 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 113 | issue = 46 | pages = 12991–12996 | date = November 2016 | pmid = 27791164 | pmc = 5135334 | doi = 10.1073/pnas.1614614113 }}</ref><ref name=Huang>{{cite journal | vauthors = Huang X, Luan B, Wu J, Shi Y | title = An atomic structure of the human 26S proteasome | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 23 | issue = 9 | pages = 778–785 | date = September 2016 | pmid = 27428775 | doi = 10.1038/nsmb.3273 }}</ref><ref name=Schweitzer>{{cite journal | vauthors = Schweitzer A, Aufderheide A, Rudack T, Beck F, Pfeifer G, Plitzko JM, Sakata E, Schulten K, Förster F, Baumeister W | title = Structure of the human 26S proteasome at a resolution of 3.9 Å | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 113 | issue = 28 | pages = 7816–7821 | date = July 2016 | pmid = 27791164 | pmc = 5135334 | doi = 10.1073/pnas.1614614113 }}</ref> U 2018. godini, nakon velikih napora su utvrđeni detaljni mehanizmi deubikvitacije, inicijacije translokacije i procesivnog rasklapanja supstrata, simultanim određivanjem sedam atomskih struktura -{26S}- proteazoma tokom delovanja na supstrat.<ref name=Dong /> U srcu 19-{S}--a, neposredno pored 20-{S}--a, nalaze se AAA-ATPaze ([[AAA protein]]i) koji se formiraju u heteroheksamerni prsten reda -{Rpt1/Rpt2/Rpt6/Rpt3/Rpt4/Rpt5}-. Ovaj prsten je trimer dimera: -{Rpt1/Rpt2}-, -{Rpt6/Rpt3}- i -{Rpt4/Rpt5}- se dimerizuju preko njihovih namotanih zavojnica -{N}--terminusa. Ove namotane zavojnice strše iz heksamernog prstena. Najveće regulatorne čestice, ne-ATPaze -{Rpn1}- i -{Rpn2}-, vezuju se za vrhove -{Rpt1/2}- i -{Rpt6/3}-, respektivno. Ubikvitinski receptor -{Rpn13}- se vezuje za -{Rpn2}- i dovršava bazni potkompleks. Poklopac pokriva polovinu AAA-ATPaze heksamera (-{Rpt6/Rpt3/Rpt4}-) i neočekivano direktno je u kontaktu sa -{20S}- preko -{Rpn6}- i u manjem obimu sa -{Rpn5}-. Podjedinice -{Rpn9}-, -{Rpn5}-, -{Rpn6}-, -{Rpn7}-, -{Rpn3}- i -{Rpn12}-, koje su strukturno povezane između sebe i podjedinicama [[COP9 signalosome|-{COP9}- kompleksa]] i [[Eukaryotic initiation factor 3|eIF3]] (stoga se nazivaju -{PCI}- podjedinice) sastavljaju se u konstrukciju sličnu potkovici koja obuhvata -{Rpn8/Rpn11}- heterodimer. -{Rpn11}-, deubikinirajući enzim, smešta se na ulazu AAA-ATPaznog heksamera, idealno je postavljen za uklanjanje ubikvitinskih delova neposredno pre translokacije supstrata u -{20S}-. Drugi ubikvitinski receptor identifikovan do danas, -{Rpn10}-, smešten je na obodu poklopca, u blizini podjedinica -{Rpn8}- i -{Rpn9}-.
Godine 2012, dva nezavisna napora rasvetlila su molekularnu arhitekturu -{26S}- proteazoma [[Elektronska mikroskopija|elektronskim mikroskopijom]] sa [[Single particle analysis|jednom česticom]].<ref name=Lander>{{cite journal | vauthors = Lander GC, Estrin E, Matyskiela ME, Bashore C, Nogales E, Martin A | title = Complete subunit architecture of the proteasome regulatory particle | journal = Nature | volume = 482 | issue = 7384 | pages = 186–91 | date = 2012 | pmid = 22237024 | pmc = 3285539| doi = 10.1038/nature10774 }}</ref><ref name=Lasker>{{cite journal | vauthors = Lasker K, Förster F, Bohn S, Walzthoeni T, Villa E, Unverdorben P, Beck F, Aebersold R, Sali A, Baumeister W | title = Molecular architecture of the 26S proteasome holocomplex determined by an integrative approach | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 109 | issue = 5 | pages = 1380–7 | date = 2012 | pmid = 22307589 | doi = 10.1073/pnas.1120559109 | pmc=3277140}}</ref> Tokom 2016. godine, tri nezavisna napora utvrdila su prvu strukturu u skoro atomskoj rezoluciji ljudskog -{26S}- proteazoma u odsustvu supstrata primenom krio-EM.<ref name=Chen>{{cite journal | vauthors = Chen S, Wu J, Lu Y, Ma YB, Lee BH, Yu Z, Ouyang Q, Finley DJ, Kirschner MW, Mao Y | title = Structural basis for dynamic regulation of the human 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 113 | issue = 46 | pages = 12991–12996 | date = 2016 | pmid = 27791164 | pmc = 5135334 | doi = 10.1073/pnas.1614614113 }}</ref><ref name=Huang>{{cite journal | vauthors = Huang X, Luan B, Wu J, Shi Y | title = An atomic structure of the human 26S proteasome | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 23 | issue = 9 | pages = 778–785 | date = 2016 | pmid = 27428775 | doi = 10.1038/nsmb.3273 }}</ref><ref name=Schweitzer>{{cite journal | vauthors = Schweitzer A, Aufderheide A, Rudack T, Beck F, Pfeifer G, Plitzko JM, Sakata E, Schulten K, Förster F, Baumeister W | title = Structure of the human 26S proteasome at a resolution of 3.9 Å | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 113 | issue = 28 | pages = 7816–7821 | date = 2016 | pmid = 27791164 | pmc = 5135334 | doi = 10.1073/pnas.1614614113 }}</ref> U 2018. godini, nakon velikih napora su utvrđeni detaljni mehanizmi deubikvitacije, inicijacije translokacije i procesivnog rasklapanja supstrata, simultanim određivanjem sedam atomskih struktura -{26S}- proteazoma tokom delovanja na supstrat.<ref name=Dong /> U srcu 19-{S}--a, neposredno pored 20-{S}--a, nalaze se AAA-ATPaze ([[AAA protein]]i) koji se formiraju u heteroheksamerni prsten reda -{Rpt1/Rpt2/Rpt6/Rpt3/Rpt4/Rpt5}-. Ovaj prsten je trimer dimera: -{Rpt1/Rpt2}-, -{Rpt6/Rpt3}- i -{Rpt4/Rpt5}- se dimerizuju preko njihovih namotanih zavojnica -{N}--terminusa. Ove namotane zavojnice strše iz heksamernog prstena. Najveće regulatorne čestice, ne-ATPaze -{Rpn1}- i -{Rpn2}-, vezuju se za vrhove -{Rpt1/2}- i -{Rpt6/3}-, respektivno. Ubikvitinski receptor -{Rpn13}- se vezuje za -{Rpn2}- i dovršava bazni potkompleks. Poklopac pokriva polovinu AAA-ATPaze heksamera (-{Rpt6/Rpt3/Rpt4}-) i neočekivano direktno je u kontaktu sa -{20S}- preko -{Rpn6}- i u manjem obimu sa -{Rpn5}-. Podjedinice -{Rpn9}-, -{Rpn5}-, -{Rpn6}-, -{Rpn7}-, -{Rpn3}- i -{Rpn12}-, koje su strukturno povezane između sebe i podjedinicama [[COP9 signalosome|-{COP9}- kompleksa]] i [[Eukaryotic initiation factor 3|eIF3]] (stoga se nazivaju -{PCI}- podjedinice) sastavljaju se u konstrukciju sličnu potkovici koja obuhvata -{Rpn8/Rpn11}- heterodimer. -{Rpn11}-, deubikinirajući enzim, smešta se na ulazu AAA-ATPaznog heksamera, idealno je postavljen za uklanjanje ubikvitinskih delova neposredno pre translokacije supstrata u -{20S}-. Drugi ubikvitinski receptor identifikovan do danas, -{Rpn10}-, smešten je na obodu poklopca, u blizini podjedinica -{Rpn8}- i -{Rpn9}-.


=== Konformacione promene 19-{S}- dela ===
=== Konformacione promene 19-{S}- dela ===


Uočena je -{19S}- regulatorna čestica unutar -{26S}- proteazomskog holoenzima u šest znatno različitih konformacijskih stanja u odsustvu supstrata.<ref name=Zhuy>{{cite journal | vauthors = Zhu Y, Wang WL, Yu D, Ouyang Q, Lu Y, Mao Y | title = Structural mechanism for nucleotide-driven remodeling of the AAA-ATPase unfoldase in the activated human 26S proteasome | journal = Nature Communications | volume = 9 | issue = 1 | pages = 1360 | date = April 2018 | pmid = 29636472 | pmc = 5893597 | doi = 10.1038/s41467-018-03785-w }}</ref><ref name=Unverdorben>{{cite journal | vauthors = Unverdorben P, Beck F, Śledź P, Schweitzer A, Pfeifer G, Plitzko JM, Baumeister W, Förster F | title = Deep classification of a large cryo-EM dataset defines the conformational landscape of the 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 111 | issue = 15 | pages = 5544–9 | date = April 2014 | pmid = 24706844 | pmc = 3992697 | doi = 10.1073/pnas.1403409111 }}</ref> Prepoznatljivo svojstvo konfiguracije AAA-ATPaze u ovom preovlađujućem stanju niske energije je raspored AAA domena nalik na stepenice.<ref name=Beck /><ref name=Lander /> U prisustvu [[Adenosine triphosphate|ATP-a]] kad je supstrat odsutan, -{19S}- poprima manje zastupljene konfomracije koje se privenstveno razlikuju u poziciji poklopca u odnosu na AAA-ATPazni modul.<ref name=Chen/><ref name=Unverdorben/> U prisustvu ATP-gS ili supstrata primećeno je znatno više konformacija koje pokazuju dramatične strukturne promene AAA-ATPaznog modula.<ref name=Dong/><ref name=Zhuy/><ref name=Sledz>{{cite journal | vauthors = Śledź P, Unverdorben P, Beck F, Pfeifer G, Schweitzer A, Förster F, Baumeister W | title = Structure of the 26S proteasome with ATP-γS bound provides insights into the mechanism of nucleotide-dependent substrate translocation | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 110 | issue = 18 | pages = 7264–7269 | date = April 2013 | pmid = 23589842 | doi = 10.1073/pnas.1305782110 | pmc=3645540}}</ref><ref name=Matyskiela>{{cite journal | vauthors = Matyskiela ME, Lander GC, Martin A | title = Conformational switching of the 26S proteasome enables substrate degradation | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 20 | issue = 7 | pages = 781–788 | date = July 2013 | pmid = 23770819 | doi = 10.1038/nsmb.2616 | pmc=3712289}}</ref> Neke konformacija sa vezanim supstratom imaju veliku sličnost sa onima bez supstrata, ali nisu potpuno identične, posebno u modulu AAA-ATPaze.<ref name=Dong/><ref name=Zhuy/> Pre sklapanja -{26S}-, regulatorna čestica -{19S}- u slobodnom obliku takođe je primećena u sedam konformacijskih stanja.<ref name=Lu>{{cite journal | vauthors = Lu Y, Wu J, Dong Y, Chen S, Sun S, Ma YB, Ouyang Q, Finley D, Kirschner MW, Mao Y | title = Conformational Landscape of the p28-Bound Human Proteasome Regulatory Particle | journal = Molecular Cell | volume = 67 | issue = 2 | pages = 322–333.e6 | date = July 2017 | pmid = 28689658 | pmc = 5580496 | doi = 10.1016/j.molcel.2017.06.007 }}</ref> Svi ti konformeri su donekle drugačiji i imaju različite karakteristike. Tako, regulaciona čestica -{19S}- može da poprimi najmanje 20 konformacijskih stanja pod različitim fiziološkim uslovima.
Uočena je -{19S}- regulatorna čestica unutar -{26S}- proteazomskog holoenzima u šest znatno različitih konformacijskih stanja u odsustvu supstrata.<ref name=Zhuy>{{cite journal | vauthors = Zhu Y, Wang WL, Yu D, Ouyang Q, Lu Y, Mao Y | title = Structural mechanism for nucleotide-driven remodeling of the AAA-ATPase unfoldase in the activated human 26S proteasome | journal = Nature Communications | volume = 9 | issue = 1 | pages = 1360 | date = 2018 | pmid = 29636472 | pmc = 5893597 | doi = 10.1038/s41467-018-03785-w }}</ref><ref name=Unverdorben>{{cite journal | vauthors = Unverdorben P, Beck F, Śledź P, Schweitzer A, Pfeifer G, Plitzko JM, Baumeister W, Förster F | title = Deep classification of a large cryo-EM dataset defines the conformational landscape of the 26S proteasome | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 111 | issue = 15 | pages = 5544–9 | date = 2014 | pmid = 24706844 | pmc = 3992697 | doi = 10.1073/pnas.1403409111 }}</ref> Prepoznatljivo svojstvo konfiguracije AAA-ATPaze u ovom preovlađujućem stanju niske energije je raspored AAA domena nalik na stepenice.<ref name=Beck /><ref name=Lander /> U prisustvu [[Adenosine triphosphate|ATP-a]] kad je supstrat odsutan, -{19S}- poprima manje zastupljene konfomracije koje se privenstveno razlikuju u poziciji poklopca u odnosu na AAA-ATPazni modul.<ref name=Chen/><ref name=Unverdorben/> U prisustvu ATP-gS ili supstrata primećeno je znatno više konformacija koje pokazuju dramatične strukturne promene AAA-ATPaznog modula.<ref name=Dong/><ref name=Zhuy/><ref name=Sledz>{{cite journal | vauthors = Śledź P, Unverdorben P, Beck F, Pfeifer G, Schweitzer A, Förster F, Baumeister W | title = Structure of the 26S proteasome with ATP-γS bound provides insights into the mechanism of nucleotide-dependent substrate translocation | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 110 | issue = 18 | pages = 7264–7269 | date = 2013 | pmid = 23589842 | doi = 10.1073/pnas.1305782110 | pmc=3645540}}</ref><ref name=Matyskiela>{{cite journal | vauthors = Matyskiela ME, Lander GC, Martin A | title = Conformational switching of the 26S proteasome enables substrate degradation | journal = Nature Structural & Molecular Biology | volume = 20 | issue = 7 | pages = 781–788 | date = 2013 | pmid = 23770819 | doi = 10.1038/nsmb.2616 | pmc=3712289}}</ref> Neke konformacija sa vezanim supstratom imaju veliku sličnost sa onima bez supstrata, ali nisu potpuno identične, posebno u modulu AAA-ATPaze.<ref name=Dong/><ref name=Zhuy/> Pre sklapanja -{26S}-, regulatorna čestica -{19S}- u slobodnom obliku takođe je primećena u sedam konformacijskih stanja.<ref name=Lu>{{cite journal | vauthors = Lu Y, Wu J, Dong Y, Chen S, Sun S, Ma YB, Ouyang Q, Finley D, Kirschner MW, Mao Y | title = Conformational Landscape of the p28-Bound Human Proteasome Regulatory Particle | journal = Molecular Cell | volume = 67 | issue = 2 | pages = 322–333.e6 | date = 2017 | pmid = 28689658 | pmc = 5580496 | doi = 10.1016/j.molcel.2017.06.007 }}</ref> Svi ti konformeri su donekle drugačiji i imaju različite karakteristike. Tako, regulaciona čestica -{19S}- može da poprimi najmanje 20 konformacijskih stanja pod različitim fiziološkim uslovima.


[[File:3 conformational states of 26S proteasome.jpg|thumb|300px|Tri različita konformaciona stanja proteazoma 26S.<ref name=Unverdorben/> Pretpostavlja se da su konformacije odgovorne za regrutaciju supstrata, njegov nepovratni ulazak, i konačno obradu i translokaciju u jezgreni deo, gde dolazi do degradacije.]]
[[File:3 conformational states of 26S proteasome.jpg|thumb|300px|Tri različita konformaciona stanja proteazoma 26S.<ref name=Unverdorben/> Pretpostavlja se da su konformacije odgovorne za regrutaciju supstrata, njegov nepovratni ulazak, i konačno obradu i translokaciju u jezgreni deo, gde dolazi do degradacije.]]
Ред 43: Ред 43:
=== Regulacija 20-{S}- pomoću 19-{S}- dela ===
=== Regulacija 20-{S}- pomoću 19-{S}- dela ===


Regulatorna čestica -{19S}- odgovorna je za podsticanje -{20S}- na razgradnju proteina. Primarna funkcija regulatornih ATPaza -{19S}- je otvaranje kapije u -{20S}- koja blokira ulazak supstrata u komoru za razgradnju.<ref>{{cite journal | vauthors = Köhler A, Cascio P, Leggett DS, Woo KM, Goldberg AL, Finley D | title = The axial channel of the proteasome core particle is gated by the Rpt2 ATPase and controls both substrate entry and product release | journal = Molecular Cell | volume = 7 | issue = 6 | pages = 1143–52 | date = June 2001 | pmid = 11430818 | doi = 10.1016/S1097-2765(01)00274-X }}</ref> Nedavno je rasvetljen mehanizam kojim proteazomalna ATPaza otvara ovu kapiju.<ref name=Smith07/> Za otvaranje -{20S}- vrata i time degradaciju supstrata neophodni su -{C}--termisi proteazomalnih ATPaza, koji sadrže specifičan [[Sequence motif|motiv]] (tj. -{HbYX}- motiv). ATPazni -{C}--terminusi se vežu u otvore u vrhu -{20S}-, i pretvaju ATPazni kompleks u -{20S}- proteolitički kompleks, spajajući na taj način deo za rasklapanje supstrata sa -{20S}- razgradnom mašinom. Vezivanje ovih -{C}--terminusa u ove otvore na -{20S}- samo po sebi podstiče otvaranje kapije u -{20S}--u na isti način na koji „ključ u bravi” otvara vrata.<ref name=Smith07/> Precizan način funkcionisanja ovog mehanizma „ključa i brave” je strukturno rasvetljen u kontekstu ljudskog -{26S}- proteazoma do blizu atomske rezolucije, i iz toga proizilazi da je umetanje pet -{C}--terminusa ATPaznih podjedinica Rpt1/2/3/5/6 u otvore na površini -{20S}- neophodno za potpuno otvaranje -{20S}- kapije.<ref name=Zhuy /><ref name=Dong /><ref name=Chen />
Regulatorna čestica -{19S}- odgovorna je za podsticanje -{20S}- na razgradnju proteina. Primarna funkcija regulatornih ATPaza -{19S}- je otvaranje kapije u -{20S}- koja blokira ulazak supstrata u komoru za razgradnju.<ref>{{cite journal | vauthors = Köhler A, Cascio P, Leggett DS, Woo KM, Goldberg AL, Finley D | title = The axial channel of the proteasome core particle is gated by the Rpt2 ATPase and controls both substrate entry and product release | journal = Molecular Cell | volume = 7 | issue = 6 | pages = 1143–52 | date = 2001 | pmid = 11430818 | doi = 10.1016/S1097-2765(01)00274-X }}</ref> Nedavno je rasvetljen mehanizam kojim proteazomalna ATPaza otvara ovu kapiju.<ref name=Smith07/> Za otvaranje -{20S}- vrata i time degradaciju supstrata neophodni su -{C}--termisi proteazomalnih ATPaza, koji sadrže specifičan [[Sequence motif|motiv]] (tj. -{HbYX}- motiv). ATPazni -{C}--terminusi se vežu u otvore u vrhu -{20S}-, i pretvaju ATPazni kompleks u -{20S}- proteolitički kompleks, spajajući na taj način deo za rasklapanje supstrata sa -{20S}- razgradnom mašinom. Vezivanje ovih -{C}--terminusa u ove otvore na -{20S}- samo po sebi podstiče otvaranje kapije u -{20S}--u na isti način na koji „ključ u bravi” otvara vrata.<ref name=Smith07/> Precizan način funkcionisanja ovog mehanizma „ključa i brave” je strukturno rasvetljen u kontekstu ljudskog -{26S}- proteazoma do blizu atomske rezolucije, i iz toga proizilazi da je umetanje pet -{C}--terminusa ATPaznih podjedinica Rpt1/2/3/5/6 u otvore na površini -{20S}- neophodno za potpuno otvaranje -{20S}- kapije.<ref name=Zhuy /><ref name=Dong /><ref name=Chen />


=== Drugi regulatorni delovi ===
=== Drugi regulatorni delovi ===


-{20S}- proteazomi se takođe mogu povezati sa drugom vrstom regulatorne čestice, -{11S}- regulatornom česticom, heptamernom strukturom koja ne sadrži ATPaze i može da promoviše razgradnju kratkih [[peptid]]a, ali ne i kompletnih proteina. Pretpostavlja se da je to zbog toga što kompleks ne može da rasklopi veće supstrate. Ova struktura je takođe poznata kao -{PA28}-, -{REG}- ili -{PA26}-.<ref name="pmid21211719">{{cite journal |last1=Stadtmueller |first1=BM |last2=Hill |first2=CP |title=Proteasome activators. |journal=Molecular Cell |date=7 January 2011 |volume=41 |issue=1 |pages=8–19 |doi=10.1016/j.molcel.2010.12.020 |pmid=21211719 |pmc=3040445}}</ref> Mehanizmi pomoću kojih se on veže za jezgro čestica kroz -{C}--terminalne repove svojih podjedinica i indukuje [[conformational change|promene konformacija]] α-prstena za otvaranje kapije -{20S}- sugerirašu sličan mehanizam za česticu -{19S}-.<ref name=Forster>{{cite journal | vauthors = Förster A, Masters EI, Whitby FG, Robinson H, Hill CP | title = The 1.9 A structure of a proteasome-11S activator complex and implications for proteasome-PAN/PA700 interactions | journal = Molecular Cell | volume = 18 | issue = 5 | pages = 589–99 | date = May 2005 | pmid = 15916965 | doi = 10.1016/j.molcel.2005.04.016 }}</ref> Izražavanje -{11S}- čestice je indukovano [[Interferon-gama|interferonom gama]] i odgovorno je, zajedno sa imunoproteazomskom β podjedinicama, za stvaranje peptida koji se vežu za [[major histocompatibility complex|glavni kompleks histokompatibilnosti]].<ref name=Wang/>
-{20S}- proteazomi se takođe mogu povezati sa drugom vrstom regulatorne čestice, -{11S}- regulatornom česticom, heptamernom strukturom koja ne sadrži ATPaze i može da promoviše razgradnju kratkih [[peptid]]a, ali ne i kompletnih proteina. Pretpostavlja se da je to zbog toga što kompleks ne može da rasklopi veće supstrate. Ova struktura je takođe poznata kao -{PA28}-, -{REG}- ili -{PA26}-.<ref name="pmid21211719">{{cite journal |last1=Stadtmueller |first1=BM |last2=Hill |first2=CP |title=Proteasome activators. |journal=Molecular Cell |date= 2011-01-07 |volume=41 |issue=1 |pages=8–19 |doi=10.1016/j.molcel.2010.12.020 |pmid=21211719 |pmc=3040445}}</ref> Mehanizmi pomoću kojih se on veže za jezgro čestica kroz -{C}--terminalne repove svojih podjedinica i indukuje [[conformational change|promene konformacija]] α-prstena za otvaranje kapije -{20S}- sugerirašu sličan mehanizam za česticu -{19S}-.<ref name=Forster>{{cite journal | vauthors = Förster A, Masters EI, Whitby FG, Robinson H, Hill CP | title = The 1.9 A structure of a proteasome-11S activator complex and implications for proteasome-PAN/PA700 interactions | journal = Molecular Cell | volume = 18 | issue = 5 | pages = 589–99 | date = 2005 | pmid = 15916965 | doi = 10.1016/j.molcel.2005.04.016 }}</ref> Izražavanje -{11S}- čestice je indukovano [[Interferon-gama|interferonom gama]] i odgovorno je, zajedno sa imunoproteazomskom β podjedinicama, za stvaranje peptida koji se vežu za [[major histocompatibility complex|glavni kompleks histokompatibilnosti]].<ref name=Wang/>


Još jedan tip ne-ATPaznih regulatornih čestica je Blm10 (kvasac) ili PA200/[[PSME4]] (čovek). On otvara se samo jednu α podjedinicu u kapiji -{20S}- i sam se sklapa u kupolu s vrlo malom porom na vrhu.<ref name="pmid21211719"/>
Još jedan tip ne-ATPaznih regulatornih čestica je Blm10 (kvasac) ili PA200/[[PSME4]] (čovek). On otvara se samo jednu α podjedinicu u kapiji -{20S}- i sam se sklapa u kupolu s vrlo malom porom na vrhu.<ref name="pmid21211719"/>
Ред 53: Ред 53:
== Konstrukcija ==
== Konstrukcija ==


Sastavljanje proteasoma je složen proces zbog broja podjedinica koje se moraju povezati da bi se formirao aktivni kompleks. β podedinice su sintetisane sa [[N-terminus|-{N}--terminalnim]] „propeptidima” koji su [[Posttranslaciona modifikacija|post-translaciono modifikovani]] tokom sastavljanja -{20S}- čestice kako bi se izložilo aktivno proteolitičko mesto. Čestica -{20S}- sastavljena je iz dva poluproteazoma, od kojih se svaki sastoji od sedmočlanog pro-β prstena pričvršćenog na sedmočlani α prsten. Associjacija β-prstenova dva poluproteazoma pokreće [[Аутолиза|autolizu]] propeptida zavisnu od [[treonin]]a, kako bi se izložilo aktivno mesto. Ove β interakcije posreduju uglavnom [[Soni most (proteini)|soni mostovi]] i [[hidrofob]]ne interakcije između sačuvanih [[alfa heliks]]a čiji poremećaj [[Мутација|mutacijom]] onemogućava sposobnost sklapanja proteazoma.<ref name=Witt>{{cite journal | vauthors = Witt S, Kwon YD, Sharon M, Felderer K, Beuttler M, Robinson CV, Baumeister W, Jap BK | title = Proteasome assembly triggers a switch required for active-site maturation | journal = Structure | volume = 14 | issue = 7 | pages = 1179–88 | date = July 2006 | pmid = 16843899 | doi = 10.1016/j.str.2006.05.019 }}</ref> Sastavljanje poluprotezoma započinje sastavljanjem α podjedinica u njihov heptamerni prsten, tvoreći šablon za pridruživanje odgovarajućeg pro-β prstena. Sklop α podjedinica nije okarakterisan.<ref name=Kruger>{{cite journal | vauthors = Krüger E, Kloetzel PM, Enenkel C | title = 20S proteasome biogenesis | journal = Biochimie | volume = 83 | issue = 3–4 | pages = 289–93 | year = 2001 | pmid = 11295488 | doi = 10.1016/S0300-9084(01)01241-X }}</ref>
Sastavljanje proteasoma je složen proces zbog broja podjedinica koje se moraju povezati da bi se formirao aktivni kompleks. β podedinice su sintetisane sa [[N-terminus|-{N}--terminalnim]] „propeptidima” koji su [[Posttranslaciona modifikacija|post-translaciono modifikovani]] tokom sastavljanja -{20S}- čestice kako bi se izložilo aktivno proteolitičko mesto. Čestica -{20S}- sastavljena je iz dva poluproteazoma, od kojih se svaki sastoji od sedmočlanog pro-β prstena pričvršćenog na sedmočlani α prsten. Associjacija β-prstenova dva poluproteazoma pokreće [[Аутолиза|autolizu]] propeptida zavisnu od [[treonin]]a, kako bi se izložilo aktivno mesto. Ove β interakcije posreduju uglavnom [[Soni most (proteini)|soni mostovi]] i [[hidrofob]]ne interakcije između sačuvanih [[alfa heliks]]a čiji poremećaj [[Мутација|mutacijom]] onemogućava sposobnost sklapanja proteazoma.<ref name=Witt>{{cite journal | vauthors = Witt S, Kwon YD, Sharon M, Felderer K, Beuttler M, Robinson CV, Baumeister W, Jap BK | title = Proteasome assembly triggers a switch required for active-site maturation | journal = Structure | volume = 14 | issue = 7 | pages = 1179–88 | date = 2006 | pmid = 16843899 | doi = 10.1016/j.str.2006.05.019 }}</ref> Sastavljanje poluprotezoma započinje sastavljanjem α podjedinica u njihov heptamerni prsten, tvoreći šablon za pridruživanje odgovarajućeg pro-β prstena. Sklop α podjedinica nije okarakterisan.<ref name=Kruger>{{cite journal | vauthors = Krüger E, Kloetzel PM, Enenkel C | title = 20S proteasome biogenesis | journal = Biochimie | volume = 83 | issue = 3–4 | pages = 289–93 | year = 2001 | pmid = 11295488 | doi = 10.1016/S0300-9084(01)01241-X }}</ref>


Tek nedavno je proces sastavljanja regulatorne čestice -{19S}- u velikoj meri rasvetljen. Regulatorna čestica -{19S}- formira se kao dve zasebne potkomponente, baza i poklopac. Sastavljanje osnovnog kompleksa je omogućeno pomoću četiri montažna [[Šaperon (protein)|šaperona]], -{Hsm3/S5b}-, -{Nas2/p27}-, -{Rpn14/PAAF1}- i -{Nas6}-/[[PSMD10|gankirin]] (imena za kvasac/sisare).<ref name=Murata>{{cite journal | vauthors = Murata S, Yashiroda H, Tanaka K | title = Molecular mechanisms of proteasome assembly | journal = Nature Reviews Molecular Cell Biology | volume = 10 | issue = 2 | pages = 104–115 | date = February 2009 | pmid = 19165213 | pmc = | doi = 10.1038/nrm2630 }}</ref> Ovi montažni šaperoni se vezuju za podjedinice AAA-[[ATPase|ATPaze]] i izgleda da je njihova glavna funkcija obezbeđivanje pravilnog sklapanja heteroheksamernog AAA-ATPaznog prstena. Do danas se još vode rasprave da li se osnovni kompleks sastavlja odvojeno, da li je sklapanje posredovano osnovnom česticom -{20S}- kao šablonom, ili postoje alternativni putevi montaže. Pored četiri montažna šaperona, deubikvitacioni enzim -{Ubp6/[[Usp14]]}- takođe pospešuje konstruisanje baze, ali nije esencijalan.<ref name=Sakata>{{cite journal | vauthors = Sakata E, Stengel F, Fukunaga K, Zhou M, Saeki Y, Förster F, Baumeister W, Tanaka K, Robinson CV | title = The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle | journal = Molecular Cell | volume = 42 | issue = 5 | pages = 637–649 | date = June 2011 | pmid = 21658604 | pmc = | doi = 10.1016/j.molcel.2011.04.021 }}</ref> Poklopac se sastavlja odvojeno specifičnim redosledom i ne zahteva montažne šaperone.<ref name=Fukunaga>{{cite journal | vauthors = Fukunaga K, Kudo T, Toh-e A, Tanaka K, Saeki Y | title = Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saccharomyces cerevisiae | journal = Biochemical and Biophysical Research Communications | volume = 396 | issue = 4 | pages = 1048–1053 | date = June 2010 | pmid = 20471955 | pmc = | doi = 10.1016/j.bbrc.2010.05.061 }}</ref>
Tek nedavno je proces sastavljanja regulatorne čestice -{19S}- u velikoj meri rasvetljen. Regulatorna čestica -{19S}- formira se kao dve zasebne potkomponente, baza i poklopac. Sastavljanje osnovnog kompleksa je omogućeno pomoću četiri montažna [[Šaperon (protein)|šaperona]], -{Hsm3/S5b}-, -{Nas2/p27}-, -{Rpn14/PAAF1}- i -{Nas6}-/[[PSMD10|gankirin]] (imena za kvasac/sisare).<ref name=Murata>{{cite journal | vauthors = Murata S, Yashiroda H, Tanaka K | title = Molecular mechanisms of proteasome assembly | journal = Nature Reviews Molecular Cell Biology | volume = 10 | issue = 2 | pages = 104–115 | date = 2009 | pmid = 19165213 | pmc = | doi = 10.1038/nrm2630 }}</ref> Ovi montažni šaperoni se vezuju za podjedinice AAA-[[ATPase|ATPaze]] i izgleda da je njihova glavna funkcija obezbeđivanje pravilnog sklapanja heteroheksamernog AAA-ATPaznog prstena. Do danas se još vode rasprave da li se osnovni kompleks sastavlja odvojeno, da li je sklapanje posredovano osnovnom česticom -{20S}- kao šablonom, ili postoje alternativni putevi montaže. Pored četiri montažna šaperona, deubikvitacioni enzim -{Ubp6/[[Usp14]]}- takođe pospešuje konstruisanje baze, ali nije esencijalan.<ref name=Sakata>{{cite journal | vauthors = Sakata E, Stengel F, Fukunaga K, Zhou M, Saeki Y, Förster F, Baumeister W, Tanaka K, Robinson CV | title = The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle | journal = Molecular Cell | volume = 42 | issue = 5 | pages = 637–649 | date = 2011 | pmid = 21658604 | pmc = | doi = 10.1016/j.molcel.2011.04.021 }}</ref> Poklopac se sastavlja odvojeno specifičnim redosledom i ne zahteva montažne šaperone.<ref name=Fukunaga>{{cite journal | vauthors = Fukunaga K, Kudo T, Toh-e A, Tanaka K, Saeki Y | title = Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saccharomyces cerevisiae | journal = Biochemical and Biophysical Research Communications | volume = 396 | issue = 4 | pages = 1048–1053 | date = 2010 | pmid = 20471955 | pmc = | doi = 10.1016/j.bbrc.2010.05.061 }}</ref>


== Proces proteinske degradacije ==
== Proces proteinske degradacije ==
Ред 61: Ред 61:
{{details-lat|Ubikvitin#Ubikvitinacija}}
{{details-lat|Ubikvitin#Ubikvitinacija}}


Proteini su ciljani za razgradnju proteazomom putem kovalentne modifikacije lizinskog ostatka koja zahteva koordinirane reakcije tri [[enzim]]a. U prvom koraku [[ubiquitin-activating enzyme|enzim koji aktivira ubikvitin]] (poznat kao E1) hidrolizuje ATP i adinililuje molekul [[ubikvitin]]a. Zatim se to prenosi do [[cistein]]skog ostatka aktivnog mesta E1 u kombinaciji sa adenililacijom drugog ubikvitina.<ref name=Haas>{{cite journal | vauthors = Haas AL, Warms JV, Hershko A, Rose IA | title = Ubiquitin-activating enzyme. Mechanism and role in protein-ubiquitin conjugation | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 257 | issue = 5 | pages = 2543–8 | date = March 1982 | pmid = 6277905 }}</ref> Ovaj adililirani ubikvitin se zatim prenosi na cistein drugog enzima, [[ubiquitin-conjugating enzyme|ubikvitin-konjugirajućeg enzima]] (E2). U poslednjem koraku, član visoko raznovrsne klase enzima poznatih kao [[ubiquitin ligase|ubikvitinske ligaze]] (E3) prepoznaje specifični protein koji treba da bude ubikvitiran i katalizuje prenos ubikvitina iz E2 na taj ciljni protein. Ciljni protein mora biti obeležen sa najmanje četiri monomera ubikvitina (u obliku poliubikvitinskog lanca) pre nego što ga poklopac proteazoma može prepoznati.<ref name=Thrower>{{cite journal | vauthors = Thrower JS, Hoffman L, Rechsteiner M, Pickart CM | title = Recognition of the polyubiquitin proteolytic signal | journal = The EMBO Journal | volume = 19 | issue = 1 | pages = 94–102 | date = January 2000 | pmid = 10619848 | pmc = 1171781 | doi = 10.1093/emboj/19.1.94 }}</ref> Stoga E3 ovom sistemu daje [[Substrate (biochemistry)|supstratnu]] specifičnost.<ref name=Risseeuw>{{cite journal | vauthors = Risseeuw EP, Daskalchuk TE, Banks TW, Liu E, Cotelesage J, Hellmann H, Estelle M, Somers DE, Crosby WL | title = Protein interaction analysis of SCF ubiquitin E3 ligase subunits from Arabidopsis | journal = The Plant Journal | volume = 34 | issue = 6 | pages = 753–67 | date = June 2003 | pmid = 12795696 | doi = 10.1046/j.1365-313X.2003.01768.x }}</ref> Broj izraženih proteina E1, E2 i E3 zavisi od organizma i ćelijskog tipa. Kod ljudi je prisutno mnogo različitih E3 enzima, što ukazuje na to da postoji ogroman broj meta za ubikvitin proteazomski sistem.
Proteini su ciljani za razgradnju proteazomom putem kovalentne modifikacije lizinskog ostatka koja zahteva koordinirane reakcije tri [[enzim]]a. U prvom koraku [[ubiquitin-activating enzyme|enzim koji aktivira ubikvitin]] (poznat kao E1) hidrolizuje ATP i adinililuje molekul [[ubikvitin]]a. Zatim se to prenosi do [[cistein]]skog ostatka aktivnog mesta E1 u kombinaciji sa adenililacijom drugog ubikvitina.<ref name=Haas>{{cite journal | vauthors = Haas AL, Warms JV, Hershko A, Rose IA | title = Ubiquitin-activating enzyme. Mechanism and role in protein-ubiquitin conjugation | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 257 | issue = 5 | pages = 2543–8 | date = 1982 | pmid = 6277905 }}</ref> Ovaj adililirani ubikvitin se zatim prenosi na cistein drugog enzima, [[ubiquitin-conjugating enzyme|ubikvitin-konjugirajućeg enzima]] (E2). U poslednjem koraku, član visoko raznovrsne klase enzima poznatih kao [[ubiquitin ligase|ubikvitinske ligaze]] (E3) prepoznaje specifični protein koji treba da bude ubikvitiran i katalizuje prenos ubikvitina iz E2 na taj ciljni protein. Ciljni protein mora biti obeležen sa najmanje četiri monomera ubikvitina (u obliku poliubikvitinskog lanca) pre nego što ga poklopac proteazoma može prepoznati.<ref name=Thrower>{{cite journal | vauthors = Thrower JS, Hoffman L, Rechsteiner M, Pickart CM | title = Recognition of the polyubiquitin proteolytic signal | journal = The EMBO Journal | volume = 19 | issue = 1 | pages = 94–102 | date = 2000 | pmid = 10619848 | pmc = 1171781 | doi = 10.1093/emboj/19.1.94 }}</ref> Stoga E3 ovom sistemu daje [[Substrate (biochemistry)|supstratnu]] specifičnost.<ref name=Risseeuw>{{cite journal | vauthors = Risseeuw EP, Daskalchuk TE, Banks TW, Liu E, Cotelesage J, Hellmann H, Estelle M, Somers DE, Crosby WL | title = Protein interaction analysis of SCF ubiquitin E3 ligase subunits from Arabidopsis | journal = The Plant Journal | volume = 34 | issue = 6 | pages = 753–67 | date = 2003 | pmid = 12795696 | doi = 10.1046/j.1365-313X.2003.01768.x }}</ref> Broj izraženih proteina E1, E2 i E3 zavisi od organizma i ćelijskog tipa. Kod ljudi je prisutno mnogo različitih E3 enzima, što ukazuje na to da postoji ogroman broj meta za ubikvitin proteazomski sistem.


Mehanizam kojim se poliubikvitinirani protein cilja do proteazoma nije u potpunosti razjašnjen. Nekoliko snimaka visoke rezolucije proteazoma vezanog za polubikvitinirani protein sugeriše da receptori ubikvitina mogu biti koordinirani sa deubikvitinazom -{Rpn11}- za početno ciljanje i angažovanje supstrata.<ref name=Dong /> Proteini ubikvitinskog receptora imaju [[N-terminus|-{N}--terminalni]] domen [[Ubiquitin-like protein|sličan ubikvitinu]] (UBL) i jedan ili više domena povezanih sa ubikvitinom (UBA). UBL domene prepoznaju -{19S}- proteazomne kape, i UBA domeni vezuju ubikvitin preko [[Heliksni svežanj|triheliksnog snopa]]. Ovi receptorski proteini mogu da prate poliubikvitinirane proteine do proteazoma, mada su specifičnosti ove interakcije i njena regulacija nejasni.<ref name=Elasser>{{cite journal | vauthors = Elsasser S, Finley D | title = Delivery of ubiquitinated substrates to protein-unfolding machines | journal = Nature Cell Biology | volume = 7 | issue = 8 | pages = 742–9 | date = August 2005 | pmid = 16056265 | doi = 10.1038/ncb0805-742 }}</ref>
Mehanizam kojim se poliubikvitinirani protein cilja do proteazoma nije u potpunosti razjašnjen. Nekoliko snimaka visoke rezolucije proteazoma vezanog za polubikvitinirani protein sugeriše da receptori ubikvitina mogu biti koordinirani sa deubikvitinazom -{Rpn11}- za početno ciljanje i angažovanje supstrata.<ref name=Dong /> Proteini ubikvitinskog receptora imaju [[N-terminus|-{N}--terminalni]] domen [[Ubiquitin-like protein|sličan ubikvitinu]] (UBL) i jedan ili više domena povezanih sa ubikvitinom (UBA). UBL domene prepoznaju -{19S}- proteazomne kape, i UBA domeni vezuju ubikvitin preko [[Heliksni svežanj|triheliksnog snopa]]. Ovi receptorski proteini mogu da prate poliubikvitinirane proteine do proteazoma, mada su specifičnosti ove interakcije i njena regulacija nejasni.<ref name=Elasser>{{cite journal | vauthors = Elsasser S, Finley D | title = Delivery of ubiquitinated substrates to protein-unfolding machines | journal = Nature Cell Biology | volume = 7 | issue = 8 | pages = 742–9 | date = 2005 | pmid = 16056265 | doi = 10.1038/ncb0805-742 }}</ref>


Sam protein [[ubikvitin]] dugačak je 76 [[aminokiselina]] i dobio je ime po svojoj sveprisutnoj prirodi, jer ima visoko [[Conserved sequence|očuvanu]] sekvencu i nalazi se u svim poznatim eukariotskim organizmima.<ref name=zzz>{{cite journal | vauthors = Sadanandom A, Bailey M, Ewan R, Lee J, Nelis S | title = The ubiquitin-proteasome system: central modifier of plant signalling | journal = The New Phytologist | volume = 196 | issue = 1 | pages = 13–28 | date = October 2012 | pmid = 22897362 | doi = 10.1111/j.1469-8137.2012.04266.x }}</ref> Geni koji kodiraju ubikvitin u [[eukaryote|eukariotama]] su raspoređeni u [[Tandem repeat|tandemskim ponavljanjima]], verovatno zbog velike [[transcription (genetics)|transkripcione]] potražnje za ovim genom da se proizvede dovoljno ubikvitina za ćeliju. Predloženo je da je ubikvitin najsporije [[evolution|evoluirajući]] protein identifikovan do danas.<ref name=Sharp>{{cite journal | vauthors = Sharp PM, Li WH | title = Ubiquitin genes as a paradigm of concerted evolution of tandem repeats | journal = Journal of Molecular Evolution | volume = 25 | issue = 1 | pages = 58–64 | year = 1987 | pmid = 3041010 | doi = 10.1007/BF02100041 }}</ref> Ubikvitin sadrži sedam ostataka lizina na koje se može ligirati drugi ubikvitin, što rezultira različitim tipovima poliubikvitinskih lanaca.<ref>{{cite journal | vauthors = Pickart CM, Fushman D | title = Polyubiquitin chains: polymeric protein signals | journal = Current Opinion in Chemical Biology | volume = 8 | issue = 6 | pages = 610–16 | date = December 2004 | pmid = 15556404 | doi = 10.1016/j.cbpa.2004.09.009 }}</ref> Lanci u kojima je svaki dodatni ubikvitin povezan sa lizinom 48 prethodnog ubikvitina imaju ulogu u proteazomskom ciljanju, dok druge vrste lanaca mogu biti uključene u druge procese.<ref>{{cite journal | vauthors = Xu P, Duong DM, Seyfried NT, Cheng D, Xie Y, Robert J, Rush J, Hochstrasser M, Finley D, Peng J | title = Quantitative proteomics reveals the function of unconventional ubiquitin chains in proteasomal degradation | journal = Cell | volume = 137 | issue = 1 | pages = 133–45 | date = April 2009 | pmid = 19345192 | pmc = 2668214 | doi = 10.1016/j.cell.2009.01.041 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Pickart CM | title = Ubiquitin in chains | journal = Trends in Biochemical Sciences | volume = 25 | issue = 11 | pages = 544–8 | date = November 2000 | pmid = 11084366 | doi = 10.1016/S0968-0004(00)01681-9 }}</ref>
Sam protein [[ubikvitin]] dugačak je 76 [[aminokiselina]] i dobio je ime po svojoj sveprisutnoj prirodi, jer ima visoko [[Conserved sequence|očuvanu]] sekvencu i nalazi se u svim poznatim eukariotskim organizmima.<ref name=zzz>{{cite journal | vauthors = Sadanandom A, Bailey M, Ewan R, Lee J, Nelis S | title = The ubiquitin-proteasome system: central modifier of plant signalling | journal = The New Phytologist | volume = 196 | issue = 1 | pages = 13–28 | date = 2012 | pmid = 22897362 | doi = 10.1111/j.1469-8137.2012.04266.x }}</ref> Geni koji kodiraju ubikvitin u [[eukaryote|eukariotama]] su raspoređeni u [[Tandem repeat|tandemskim ponavljanjima]], verovatno zbog velike [[transcription (genetics)|transkripcione]] potražnje za ovim genom da se proizvede dovoljno ubikvitina za ćeliju. Predloženo je da je ubikvitin najsporije [[evolution|evoluirajući]] protein identifikovan do danas.<ref name=Sharp>{{cite journal | vauthors = Sharp PM, Li WH | title = Ubiquitin genes as a paradigm of concerted evolution of tandem repeats | journal = Journal of Molecular Evolution | volume = 25 | issue = 1 | pages = 58–64 | year = 1987 | pmid = 3041010 | doi = 10.1007/BF02100041 }}</ref> Ubikvitin sadrži sedam ostataka lizina na koje se može ligirati drugi ubikvitin, što rezultira različitim tipovima poliubikvitinskih lanaca.<ref>{{cite journal | vauthors = Pickart CM, Fushman D | title = Polyubiquitin chains: polymeric protein signals | journal = Current Opinion in Chemical Biology | volume = 8 | issue = 6 | pages = 610–16 | date = 2004 | pmid = 15556404 | doi = 10.1016/j.cbpa.2004.09.009 }}</ref> Lanci u kojima je svaki dodatni ubikvitin povezan sa lizinom 48 prethodnog ubikvitina imaju ulogu u proteazomskom ciljanju, dok druge vrste lanaca mogu biti uključene u druge procese.<ref>{{cite journal | vauthors = Xu P, Duong DM, Seyfried NT, Cheng D, Xie Y, Robert J, Rush J, Hochstrasser M, Finley D, Peng J | title = Quantitative proteomics reveals the function of unconventional ubiquitin chains in proteasomal degradation | journal = Cell | volume = 137 | issue = 1 | pages = 133–45 | date = 2009 | pmid = 19345192 | pmc = 2668214 | doi = 10.1016/j.cell.2009.01.041 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Pickart CM | title = Ubiquitin in chains | journal = Trends in Biochemical Sciences | volume = 25 | issue = 11 | pages = 544–8 | date = 2000 | pmid = 11084366 | doi = 10.1016/S0968-0004(00)01681-9 }}</ref>


[[File:Ubiquitylation.png|thumb|250px|Put [[ubikvitin]]acije]]
[[File:Ubiquitylation.png|thumb|250px|Put [[ubikvitin]]acije]]
Ред 71: Ред 71:
=== Rasklapanje i translokacija ===
=== Rasklapanje i translokacija ===


Nakon što je protein ubikvitiniran, prepoznaje ga -{19S}- regulatorna čestica u koraku vezivanja koji zavisi od ATP vezivanja.<ref name=Dong /><ref name=Liu/> Supstratni protein tada mora da uđe u unutrašnjost -{20S}- čestice da bi došao u kontakt sa proteolitičkim aktivnim mestima. Pošto je središnji kanal čestice -{20S}- sužen i zatvoren -{N}--terminalnim repovima podjedinica α prstena, supstrat mora da poprimi delimično razvijenu konformaciju pre nego što uđu u jezgro.<ref name=Dong /> Prelazak nerasklopljenog supstrata u jezgro naziva se ''translokacija'' i nužno se dešava nakon deubikvitacije.<ref name=Dong /><ref name=Liu/> Međutim, još uvek nije jasan redosled u kojem supstrati bivaju deubikvitirani i rasklopljeni.<ref name=Zhu>{{cite journal | vauthors = Zhu Q, Wani G, Wang QE, El-mahdy M, Snapka RM, Wani AA | title = Deubiquitination by proteasome is coordinated with substrate translocation for proteolysis in vivo | journal = Experimental Cell Research | volume = 307 | issue = 2 | pages = 436–51 | date = July 2005 | pmid = 15950624 | doi = 10.1016/j.yexcr.2005.03.031}}</ref> Koji od ovih procesa je korak [[Rate-determining step|ograničavanja brzine]] u celokupnoj reakciji proteolize zavisi od specifičnog supstrata; za neke proteine proces rasklapanja ograničava brzinu, dok je deubikvitacija najsporiji korak za druge proteine.<ref name="Smith"/> Smatra se da mera u kojoj se supstrati moraju rasklopiti pre translokacije iznosi oko 20 aminokiselinskih ostataka po atomskoj strukturi -{26S}- proteazoma u stanju kompatibilnom s deubikvitacijom,<ref name=Dong /> mada je znatna [[Терцијарна структура протеина|tercijarna struktura]], a posebno nelokalne interakcije kao što su [[disulfide bond|disulfidne veze]], mogu da budu dovoljne da se inhibira razgradnja.<ref name=Wenzel>{{cite journal | vauthors = Wenzel T, Baumeister W | title = Conformational constraints in protein degradation by the 20S proteasome | journal = Nature Structural Biology | volume = 2 | issue = 3 | pages = 199–204 | date = March 1995 | pmid = 7773788 | doi = 10.1038/nsb0395-199 }}</ref> Takođe je predloženo da prisustvo [[Intrinsically disordered proteins|intrinzično neuređenih proteinskih]] segmenata dovoljne veličine, bilo na kraju proteina ili u unutrašnjosti, može da olakša efikasno započinjanje razgradnje.<ref>{{cite journal | vauthors = Inobe T, Fishbain S, Prakash S, Matouschek A | title = Defining the geometry of the two-component proteasome degron | journal = Nature Chemical Biology | volume = 7 | issue = 3 | pages = 161–7 | date = March 2011 | pmid = 21278740 | pmc = 3129032 | doi = 10.1038/nchembio.521 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = van der Lee R, Lang B, Kruse K, Gsponer J, Sánchez de Groot N, Huynen MA, Matouschek A, Fuxreiter M, Babu MM | title = Intrinsically disordered segments affect protein half-life in the cell and during evolution | journal = Cell Reports | volume = 8 | issue = 6 | pages = 1832–44 | date = September 2014 | pmid = 25220455 | pmc = 4358326 | doi = 10.1016/j.celrep.2014.07.055 }}</ref>
Nakon što je protein ubikvitiniran, prepoznaje ga -{19S}- regulatorna čestica u koraku vezivanja koji zavisi od ATP vezivanja.<ref name=Dong /><ref name=Liu/> Supstratni protein tada mora da uđe u unutrašnjost -{20S}- čestice da bi došao u kontakt sa proteolitičkim aktivnim mestima. Pošto je središnji kanal čestice -{20S}- sužen i zatvoren -{N}--terminalnim repovima podjedinica α prstena, supstrat mora da poprimi delimično razvijenu konformaciju pre nego što uđu u jezgro.<ref name=Dong /> Prelazak nerasklopljenog supstrata u jezgro naziva se ''translokacija'' i nužno se dešava nakon deubikvitacije.<ref name=Dong /><ref name=Liu/> Međutim, još uvek nije jasan redosled u kojem supstrati bivaju deubikvitirani i rasklopljeni.<ref name=Zhu>{{cite journal | vauthors = Zhu Q, Wani G, Wang QE, El-mahdy M, Snapka RM, Wani AA | title = Deubiquitination by proteasome is coordinated with substrate translocation for proteolysis in vivo | journal = Experimental Cell Research | volume = 307 | issue = 2 | pages = 436–51 | date = 2005 | pmid = 15950624 | doi = 10.1016/j.yexcr.2005.03.031}}</ref> Koji od ovih procesa je korak [[Rate-determining step|ograničavanja brzine]] u celokupnoj reakciji proteolize zavisi od specifičnog supstrata; za neke proteine proces rasklapanja ograničava brzinu, dok je deubikvitacija najsporiji korak za druge proteine.<ref name="Smith"/> Smatra se da mera u kojoj se supstrati moraju rasklopiti pre translokacije iznosi oko 20 aminokiselinskih ostataka po atomskoj strukturi -{26S}- proteazoma u stanju kompatibilnom s deubikvitacijom,<ref name=Dong /> mada je znatna [[Терцијарна структура протеина|tercijarna struktura]], a posebno nelokalne interakcije kao što su [[disulfide bond|disulfidne veze]], mogu da budu dovoljne da se inhibira razgradnja.<ref name=Wenzel>{{cite journal | vauthors = Wenzel T, Baumeister W | title = Conformational constraints in protein degradation by the 20S proteasome | journal = Nature Structural Biology | volume = 2 | issue = 3 | pages = 199–204 | date = 1995 | pmid = 7773788 | doi = 10.1038/nsb0395-199 }}</ref> Takođe je predloženo da prisustvo [[Intrinsically disordered proteins|intrinzično neuređenih proteinskih]] segmenata dovoljne veličine, bilo na kraju proteina ili u unutrašnjosti, može da olakša efikasno započinjanje razgradnje.<ref>{{cite journal | vauthors = Inobe T, Fishbain S, Prakash S, Matouschek A | title = Defining the geometry of the two-component proteasome degron | journal = Nature Chemical Biology | volume = 7 | issue = 3 | pages = 161–7 | date = 2011 | pmid = 21278740 | pmc = 3129032 | doi = 10.1038/nchembio.521 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = van der Lee R, Lang B, Kruse K, Gsponer J, Sánchez de Groot N, Huynen MA, Matouschek A, Fuxreiter M, Babu MM | title = Intrinsically disordered segments affect protein half-life in the cell and during evolution | journal = Cell Reports | volume = 8 | issue = 6 | pages = 1832–44 | date = 2014 | pmid = 25220455 | pmc = 4358326 | doi = 10.1016/j.celrep.2014.07.055 }}</ref>


Kapija formirana od α podjedinica sprečava da peptidi duži od oko četiri ostatka uđu u unutrašnjost -{20S}- čestice. ATP molekuli vezani pre inicijalnog koraka prepoznavanja se [[hydrolysis|hidroliziraju]] pre translokacije. Dok je energija potrebna za rasklapanje supstrata, ona nije neophodna za translokaciju.<ref name="Smith"/><ref name="Liu"/> Formirani -{26S}- proteazom može da razgradi rasklopljene proteine u prisustvu [[Adenozin trifosfat#ATP analozi|ATP analoga]] koji se ne hidrolizuje, ali ne može da razgradi sklopljene proteine, što ukazuje da se energija iz hidrolize ATP koristi za rasklapanje supstrata.<ref name=Smith/> Do prolaska nerasklopljenog supstrata kroz otvorenu kapiju dolazi putem [[Facilitated diffusion|olakšane difuzije]], ako je 19S kapa u stanju vezanom za ATP.<ref name=Smith2>{{cite journal | vauthors = Smith DM, Benaroudj N, Goldberg A | title = Proteasomes and their associated ATPases: a destructive combination | journal = Journal of Structural Biology | volume = 156 | issue = 1 | pages = 72–83 | date = October 2006 | pmid = 16919475 | doi = 10.1016/j.jsb.2006.04.012 }}</ref>
Kapija formirana od α podjedinica sprečava da peptidi duži od oko četiri ostatka uđu u unutrašnjost -{20S}- čestice. ATP molekuli vezani pre inicijalnog koraka prepoznavanja se [[hydrolysis|hidroliziraju]] pre translokacije. Dok je energija potrebna za rasklapanje supstrata, ona nije neophodna za translokaciju.<ref name="Smith"/><ref name="Liu"/> Formirani -{26S}- proteazom može da razgradi rasklopljene proteine u prisustvu [[Adenozin trifosfat#ATP analozi|ATP analoga]] koji se ne hidrolizuje, ali ne može da razgradi sklopljene proteine, što ukazuje da se energija iz hidrolize ATP koristi za rasklapanje supstrata.<ref name=Smith/> Do prolaska nerasklopljenog supstrata kroz otvorenu kapiju dolazi putem [[Facilitated diffusion|olakšane difuzije]], ako je 19S kapa u stanju vezanom za ATP.<ref name=Smith2>{{cite journal | vauthors = Smith DM, Benaroudj N, Goldberg A | title = Proteasomes and their associated ATPases: a destructive combination | journal = Journal of Structural Biology | volume = 156 | issue = 1 | pages = 72–83 | date = 2006 | pmid = 16919475 | doi = 10.1016/j.jsb.2006.04.012 }}</ref>


Mehanizam za rasklapanje [[Globularni protein|globularnih proteina]] je nužno generalan, ali donekle zavisi i od [[primary structure|aminokiselinskog niza]]. Pokazano je da duge sekvence naizmeničnog [[glicin]]a i [[alanin]]a inhibiraju rasklapanje supstrata, smanjujući efikasnost proteazomske razgradnje. To rezultira oslobađanjem delimično razgrađenih nusprodukata, verovatno usled rasparivanja hidrolize ATP i koraka rasklapanja.<ref name=Hoyt>{{cite journal | vauthors = Hoyt MA, Zich J, Takeuchi J, Zhang M, Govaerts C, Coffino P | title = Glycine-alanine repeats impair proper substrate unfolding by the proteasome | journal = The EMBO Journal | volume = 25 | issue = 8 | pages = 1720–9 | date = April 2006 | pmid = 16601692 | pmc = 1440830 | doi = 10.1038/sj.emboj.7601058 }}</ref> Takva glicin-alaninska ponavljanja se takođe mogu naći u prirodi, na primer u [[Свила|svilenom]] [[fibroin]]u. Specifično, određeni genski proizvodi [[Epštajn-Barov virus|Epštajn-Barovog virusa]] koji sadrže ovu sekvencu mogu da zaustave proteazom, pomažući virusu da se razmnoži sprečavanjem [[Antigen presentation|prezentacije antigena]] na glavnom kompleksu histokompatibilnosti.<ref name=Zhang>{{cite journal | vauthors = Zhang M, Coffino P | title = Repeat sequence of Epstein–Barr virus-encoded nuclear antigen 1 protein interrupts proteasome substrate processing | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 279 | issue = 10 | pages = 8635–41 | date = March 2004 | pmid = 14688254 | doi = 10.1074/jbc.M310449200 }}</ref>
Mehanizam za rasklapanje [[Globularni protein|globularnih proteina]] je nužno generalan, ali donekle zavisi i od [[primary structure|aminokiselinskog niza]]. Pokazano je da duge sekvence naizmeničnog [[glicin]]a i [[alanin]]a inhibiraju rasklapanje supstrata, smanjujući efikasnost proteazomske razgradnje. To rezultira oslobađanjem delimično razgrađenih nusprodukata, verovatno usled rasparivanja hidrolize ATP i koraka rasklapanja.<ref name=Hoyt>{{cite journal | vauthors = Hoyt MA, Zich J, Takeuchi J, Zhang M, Govaerts C, Coffino P | title = Glycine-alanine repeats impair proper substrate unfolding by the proteasome | journal = The EMBO Journal | volume = 25 | issue = 8 | pages = 1720–9 | date = 2006 | pmid = 16601692 | pmc = 1440830 | doi = 10.1038/sj.emboj.7601058 }}</ref> Takva glicin-alaninska ponavljanja se takođe mogu naći u prirodi, na primer u [[Свила|svilenom]] [[fibroin]]u. Specifično, određeni genski proizvodi [[Epštajn-Barov virus|Epštajn-Barovog virusa]] koji sadrže ovu sekvencu mogu da zaustave proteazom, pomažući virusu da se razmnoži sprečavanjem [[Antigen presentation|prezentacije antigena]] na glavnom kompleksu histokompatibilnosti.<ref name=Zhang>{{cite journal | vauthors = Zhang M, Coffino P | title = Repeat sequence of Epstein–Barr virus-encoded nuclear antigen 1 protein interrupts proteasome substrate processing | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 279 | issue = 10 | pages = 8635–41 | date = 2004 | pmid = 14688254 | doi = 10.1074/jbc.M310449200 }}</ref>


[[File:Proteasome cutaway 2.png|thumb|200px|left|Pogled na isečak čestice proteazomskog -{20S}- jezgra na kome su prikazane lokacije [[Aktivno mesto|aktivnih mesta]]. α podjedinice su predstavljene kao zelene sfere, a β podjedinice kao proteinske osnove obojene po pojedinačnom [[polypeptide chain|polipeptidnom lancu]]. Male ružičaste sfere predstavljaju lokacije ostataka [[treonin]]a na aktivnom mestu u svakoj podjedinici. Svetlo plave hemijske strukture su inhibitor [[bortezomib]] vezan na aktivna mesta.]]
[[File:Proteasome cutaway 2.png|thumb|200px|left|Pogled na isečak čestice proteazomskog -{20S}- jezgra na kome su prikazane lokacije [[Aktivno mesto|aktivnih mesta]]. α podjedinice su predstavljene kao zelene sfere, a β podjedinice kao proteinske osnove obojene po pojedinačnom [[polypeptide chain|polipeptidnom lancu]]. Male ružičaste sfere predstavljaju lokacije ostataka [[treonin]]a na aktivnom mestu u svakoj podjedinici. Svetlo plave hemijske strukture su inhibitor [[bortezomib]] vezan na aktivna mesta.]]
Ред 84: Ред 84:
Mehanizam proteolize pomoću β podjedinica -{20S}- jezgra čestice se odvija putem [[Нуклеофил|nukleofilnog napada]] zavisnog od treonina. Ovaj mehanizam može da zavisi od pridruženog molekula [[voda (molekul)|vode]] za deprotonovanje reaktivnog treoninskog [[hidroksil]]a. Degradacija se odvija u centralnoj komori formiranoj udruživanjem dva β prstena i obično se ne oslobađaju delimično razgrađeni proizvodi, već se supstrat usitnjava na kratke polipeptide, tipično 7–9 ostataka duge, mada oni mogu biti u opsegu od 4 do 25 ostataka, zavisno od organizma i supstrata. Biohemijski mehanizam koji određuje dužinu proizvoda nije u potpunosti okarakterisan.<ref name=Voges>{{cite journal | vauthors = Voges D, Zwickl P, Baumeister W | title = The 26S proteasome: a molecular machine designed for controlled proteolysis | journal = Annual Review of Biochemistry | volume = 68 | issue = 1 | pages = 1015–68 | year = 1999 | pmid = 10872471 | doi = 10.1146/annurev.biochem.68.1.1015 }}</ref> Iako tri katalitičke β podjedinice imaju zajednički mehanizam, one imaju nešto drugačije specifičnosti supstrata, koje se smatraju sličnim hemotripsinu, tripsinu i peptidil-glutamil-peptid-hidrolizi (PHGH). Ove varijacije specifičnosti rezultat su međusobnih kontakata sa lokalnim ostacima u blizini aktivnih mesta svake podjedinice. Svaka katalitička β podjedinica takođe poseduje konzervirani ostatak lizina koji je neophodan za proteolizu.<ref name=Heinemeyer/>
Mehanizam proteolize pomoću β podjedinica -{20S}- jezgra čestice se odvija putem [[Нуклеофил|nukleofilnog napada]] zavisnog od treonina. Ovaj mehanizam može da zavisi od pridruženog molekula [[voda (molekul)|vode]] za deprotonovanje reaktivnog treoninskog [[hidroksil]]a. Degradacija se odvija u centralnoj komori formiranoj udruživanjem dva β prstena i obično se ne oslobađaju delimično razgrađeni proizvodi, već se supstrat usitnjava na kratke polipeptide, tipično 7–9 ostataka duge, mada oni mogu biti u opsegu od 4 do 25 ostataka, zavisno od organizma i supstrata. Biohemijski mehanizam koji određuje dužinu proizvoda nije u potpunosti okarakterisan.<ref name=Voges>{{cite journal | vauthors = Voges D, Zwickl P, Baumeister W | title = The 26S proteasome: a molecular machine designed for controlled proteolysis | journal = Annual Review of Biochemistry | volume = 68 | issue = 1 | pages = 1015–68 | year = 1999 | pmid = 10872471 | doi = 10.1146/annurev.biochem.68.1.1015 }}</ref> Iako tri katalitičke β podjedinice imaju zajednički mehanizam, one imaju nešto drugačije specifičnosti supstrata, koje se smatraju sličnim hemotripsinu, tripsinu i peptidil-glutamil-peptid-hidrolizi (PHGH). Ove varijacije specifičnosti rezultat su međusobnih kontakata sa lokalnim ostacima u blizini aktivnih mesta svake podjedinice. Svaka katalitička β podjedinica takođe poseduje konzervirani ostatak lizina koji je neophodan za proteolizu.<ref name=Heinemeyer/>


Iako proteazom obično proizvodi vrlo kratke fragmente peptida, u nekim slučajevima ovi proizvodi su i biološki aktivni i funkcionalni molekuli. Određeni [[Transkripcioni faktor|transkripcioni faktori]] koji regulišu ekspresiju specifičnih gena, uključujući jednu komponentu sisarskog kompleksa -{[[NF-κB]]}-, sintetišu se kao neaktivni prekurzori čijom se ubikvitacijom i naknadnom proteazomskom razgradnjom formira aktivna forma. Takva aktivnost zahteva da proteazom preseče unutrašnjost supstratnog proteina, a ne da ga progresivno razgrađuje sa jednog kraja. Smatra se da duge [[Okret (biohemija)|petlje]] na površinama ovih proteina služe kao proteazomalni supstrati i da ulaze u centralnu šupljinu, dok veći deo proteina ostaje izvan.<ref name=Rape>{{cite journal | vauthors = Rape M, Jentsch S | title = Taking a bite: proteasomal protein processing | journal = Nature Cell Biology | volume = 4 | issue = 5 | pages = E113–6 | date = May 2002 | pmid = 11988749 | doi = 10.1038/ncb0502-e113 }}</ref> Slični efekti primećeni su kod kvašćanih proteina; ovaj mehanizam selektivne razgradnje poznat je kao ''regulirana obrada zavisna od ubikvitina/proteazoma'' (RUP).<ref name=Rape2>{{cite journal | vauthors = Rape M, Jentsch S | title = Productive RUPture: activation of transcription factors by proteasomal processing | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 1695 | issue = 1–3 | pages = 209–13 | date = November 2004 | pmid = 15571816 | doi = 10.1016/j.bbamcr.2004.09.022 }}</ref>
Iako proteazom obično proizvodi vrlo kratke fragmente peptida, u nekim slučajevima ovi proizvodi su i biološki aktivni i funkcionalni molekuli. Određeni [[Transkripcioni faktor|transkripcioni faktori]] koji regulišu ekspresiju specifičnih gena, uključujući jednu komponentu sisarskog kompleksa -{[[NF-κB]]}-, sintetišu se kao neaktivni prekurzori čijom se ubikvitacijom i naknadnom proteazomskom razgradnjom formira aktivna forma. Takva aktivnost zahteva da proteazom preseče unutrašnjost supstratnog proteina, a ne da ga progresivno razgrađuje sa jednog kraja. Smatra se da duge [[Okret (biohemija)|petlje]] na površinama ovih proteina služe kao proteazomalni supstrati i da ulaze u centralnu šupljinu, dok veći deo proteina ostaje izvan.<ref name=Rape>{{cite journal | vauthors = Rape M, Jentsch S | title = Taking a bite: proteasomal protein processing | journal = Nature Cell Biology | volume = 4 | issue = 5 | pages = E113–6 | date = 2002 | pmid = 11988749 | doi = 10.1038/ncb0502-e113 }}</ref> Slični efekti primećeni su kod kvašćanih proteina; ovaj mehanizam selektivne razgradnje poznat je kao ''regulirana obrada zavisna od ubikvitina/proteazoma'' (RUP).<ref name=Rape2>{{cite journal | vauthors = Rape M, Jentsch S | title = Productive RUPture: activation of transcription factors by proteasomal processing | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 1695 | issue = 1–3 | pages = 209–13 | date = 2004 | pmid = 15571816 | doi = 10.1016/j.bbamcr.2004.09.022 }}</ref>


=== Degradacija nezavisna od ubikvitina ===
=== Degradacija nezavisna od ubikvitina ===


Iako većina proteazomalnih supstrata mora da bude ubikvitinirana, pre nego što se razgrade, postoje izuzeci od ovog opšteg pravila, posebno kada proteazom igra normalnu ulogu u [[Posttranslaciona modifikacija|posttranslacijskoj obradi]] proteina. Proteazomalna aktivacija -{NF-kB}- preradom [[NFLB1|-{p105}-]] u -{p50}- internom proteolizom je jedan od glavnih primera.<ref name=Rape/> Neki proteini za koje je hipotetizirano da su nestabilni zbog [[Intrinsically disordered proteins|intrinstično nestrukturiranih]] regiona,<ref name=Asher>{{cite journal | vauthors = Asher G, Reuven N, Shaul Y | title = 20S proteasomes and protein degradation "by default" | journal = BioEssays | volume = 28 | issue = 8 | pages = 844–9 | date = August 2006 | pmid = 16927316 | doi = 10.1002/bies.20447 }}</ref> razgrađuju se na način koji je nezavisan od ubikvitina. Najpoznatiji primer proteazomnog supstrata nezavisnog od ubikvitina je enzim [[ornitin dekarboksilaza]].<ref name=autogenerated1>{{cite journal | vauthors = Zhang M, Pickart CM, Coffino P | title = Determinants of proteasome recognition of ornithine decarboxylase, a ubiquitin-independent substrate | journal = The EMBO Journal | volume = 22 | issue = 7 | pages = 1488–96 | date = April 2003 | pmid = 12660156 | pmc = 152902 | doi = 10.1093/emboj/cdg158 }}</ref> Prijavljeni su i mehanizmi nezavisni od ubikvitina koji ciljaju ključne regulatore [[cell cycle|ćelijskog ciklusa]], kao što je -{[[p53]]}-, iako je -{p53}- takođe podložan degradaciji koja zavisi od ubikvitina.<ref name=Asher2>{{cite journal | vauthors = Asher G, Shaul Y | title = p53 proteasomal degradation: poly-ubiquitination is not the whole story | journal = Cell Cycle | volume = 4 | issue = 8 | pages = 1015–8 | date = August 2005 | pmid = 16082197 | doi = 10.4161/cc.4.8.1900 }}</ref> Konačno, strukturno abnormalni, pogrešno sklopljeni ili visoko oksidovani proteini takođe su podložni degradaciji nezavisnoj od ubikvitina i 19-{S}--nezavisnoj degradaciji u uslovima ćelijskog stresa.<ref name=Shringarpure>{{cite journal | vauthors = Shringarpure R, Grune T, Mehlhase J, Davies KJ | title = Ubiquitin conjugation is not required for the degradation of oxidized proteins by proteasome | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 278 | issue = 1 | pages = 311–8 | date = January 2003 | pmid = 12401807 | doi = 10.1074/jbc.M206279200 }}</ref>
Iako većina proteazomalnih supstrata mora da bude ubikvitinirana, pre nego što se razgrade, postoje izuzeci od ovog opšteg pravila, posebno kada proteazom igra normalnu ulogu u [[Posttranslaciona modifikacija|posttranslacijskoj obradi]] proteina. Proteazomalna aktivacija -{NF-kB}- preradom [[NFLB1|-{p105}-]] u -{p50}- internom proteolizom je jedan od glavnih primera.<ref name=Rape/> Neki proteini za koje je hipotetizirano da su nestabilni zbog [[Intrinsically disordered proteins|intrinstično nestrukturiranih]] regiona,<ref name=Asher>{{cite journal | vauthors = Asher G, Reuven N, Shaul Y | title = 20S proteasomes and protein degradation "by default" | journal = BioEssays | volume = 28 | issue = 8 | pages = 844–9 | date = 2006 | pmid = 16927316 | doi = 10.1002/bies.20447 }}</ref> razgrađuju se na način koji je nezavisan od ubikvitina. Najpoznatiji primer proteazomnog supstrata nezavisnog od ubikvitina je enzim [[ornitin dekarboksilaza]].<ref name=autogenerated1>{{cite journal | vauthors = Zhang M, Pickart CM, Coffino P | title = Determinants of proteasome recognition of ornithine decarboxylase, a ubiquitin-independent substrate | journal = The EMBO Journal | volume = 22 | issue = 7 | pages = 1488–96 | date = 2003 | pmid = 12660156 | pmc = 152902 | doi = 10.1093/emboj/cdg158 }}</ref> Prijavljeni su i mehanizmi nezavisni od ubikvitina koji ciljaju ključne regulatore [[cell cycle|ćelijskog ciklusa]], kao što je -{[[p53]]}-, iako je -{p53}- takođe podložan degradaciji koja zavisi od ubikvitina.<ref name=Asher2>{{cite journal | vauthors = Asher G, Shaul Y | title = p53 proteasomal degradation: poly-ubiquitination is not the whole story | journal = Cell Cycle | volume = 4 | issue = 8 | pages = 1015–8 | date = 2005 | pmid = 16082197 | doi = 10.4161/cc.4.8.1900 }}</ref> Konačno, strukturno abnormalni, pogrešno sklopljeni ili visoko oksidovani proteini takođe su podložni degradaciji nezavisnoj od ubikvitina i 19-{S}--nezavisnoj degradaciji u uslovima ćelijskog stresa.<ref name=Shringarpure>{{cite journal | vauthors = Shringarpure R, Grune T, Mehlhase J, Davies KJ | title = Ubiquitin conjugation is not required for the degradation of oxidized proteins by proteasome | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 278 | issue = 1 | pages = 311–8 | date = 2003 | pmid = 12401807 | doi = 10.1074/jbc.M206279200 }}</ref>


== Evolucija ==
== Evolucija ==
[[File:Hslvu ecoli.png|thumb|200px|Sastavljeni kompleks [[hslV]] (plavo) i [[hslU]] (crveno) iz -{''[[Escherichia coli|E. coli]]''}-. Smatra se da ovaj kompleks [[heat shock protein|proteina toplotnog udara]] podseća na pretka modernog proteazoma.]]
[[File:Hslvu ecoli.png|thumb|200px|Sastavljeni kompleks [[hslV]] (plavo) i [[hslU]] (crveno) iz -{''[[Escherichia coli|E. coli]]''}-. Smatra se da ovaj kompleks [[heat shock protein|proteina toplotnog udara]] podseća na pretka modernog proteazoma.]]


Proteazom -{20S}- je sveprisutan i esencijalan kod eukariota. Neki [[prokarioti]], uključujući mnoge [[arheje]] i [[Bakterija|bakterijski]] red -{''[[Actinomycetales]]''}-, takođe imaju homologe -{20S}- proteazoma, dok većina bakterija poseduje gene [[Heat shock response|toplotnog udara]] [[hslV]] i [[hslU]], čiji su genski proizvodi multimerna proteaza raspoređena u dvoslojnom prstenu i ATPaza.<ref name=Gille>{{cite journal | vauthors = Gille C, Goede A, Schlöetelburg C, Preissner R, Kloetzel PM, Göbel UB, Frömmel C | title = A comprehensive view on proteasomal sequences: implications for the evolution of the proteasome | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 326 | issue = 5 | pages = 1437–48 | date = March 2003 | pmid = 12595256 | doi = 10.1016/S0022-2836(02)01470-5 }}</ref> Pretpostavlja se da je protein -{hslV}- sličan mogućem pretku -{20S}- proteazoma.<ref name=Bochtler>{{cite journal | vauthors = Bochtler M, Ditzel L, Groll M, Hartmann C, Huber R | title = The proteasome | journal = Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure | volume = 28 | issue = 1 | pages = 295–317 | year = 1999 | pmid = 10410804 | doi = 10.1146/annurev.biophys.28.1.295 }}</ref> Generalno, -{''HslV''}- nije esencijalan u bakterijama i nemaju ga sve bakterije, dok neki [[protisti]] poseduju -{20S}- i -{hslV}- sisteme.<ref name=Gille/> Mnoge bakterije takođe poseduju druge homologe proteazoma i pridružene ATPaze, ponajviše [[Endopeptidase Clp|-{ClpP}- i -{ClpX}-]]. Ova redundantnost objašnjava zašto -{HslUV}- sistem nije esencijalan.
Proteazom -{20S}- je sveprisutan i esencijalan kod eukariota. Neki [[prokarioti]], uključujući mnoge [[arheje]] i [[Bakterija|bakterijski]] red -{''[[Actinomycetales]]''}-, takođe imaju homologe -{20S}- proteazoma, dok većina bakterija poseduje gene [[Heat shock response|toplotnog udara]] [[hslV]] i [[hslU]], čiji su genski proizvodi multimerna proteaza raspoređena u dvoslojnom prstenu i ATPaza.<ref name=Gille>{{cite journal | vauthors = Gille C, Goede A, Schlöetelburg C, Preissner R, Kloetzel PM, Göbel UB, Frömmel C | title = A comprehensive view on proteasomal sequences: implications for the evolution of the proteasome | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 326 | issue = 5 | pages = 1437–48 | date = 2003 | pmid = 12595256 | doi = 10.1016/S0022-2836(02)01470-5 }}</ref> Pretpostavlja se da je protein -{hslV}- sličan mogućem pretku -{20S}- proteazoma.<ref name=Bochtler>{{cite journal | vauthors = Bochtler M, Ditzel L, Groll M, Hartmann C, Huber R | title = The proteasome | journal = Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure | volume = 28 | issue = 1 | pages = 295–317 | year = 1999 | pmid = 10410804 | doi = 10.1146/annurev.biophys.28.1.295 }}</ref> Generalno, -{''HslV''}- nije esencijalan u bakterijama i nemaju ga sve bakterije, dok neki [[protisti]] poseduju -{20S}- i -{hslV}- sisteme.<ref name=Gille/> Mnoge bakterije takođe poseduju druge homologe proteazoma i pridružene ATPaze, ponajviše [[Endopeptidase Clp|-{ClpP}- i -{ClpX}-]]. Ova redundantnost objašnjava zašto -{HslUV}- sistem nije esencijalan.


Analiza redosleda sekvenci sugeriše da su se katalitičke β podjedinice razišle ranije u evoluciji od pretežno strukturnih α podjedinica. U bakterijama koje izražavaju -{20S}- proteazom, β podjedinice imaju visok nivo [[Poravnavanje sekvenci|sekventne identičnosti]] sa arhejskim i eukariotskim β podjedinicama, dok je nivo identičnosti α sekvenci mnogo niži. Prisustvo -{20S}- proteazoma u bakterijama može biti rezultat [[Horizontal gene transfer|lateralnog prenosa gena]], dok se diverzifikacija podjedinica među eukariotima pripisuje višestrukim događajima [[Dupliranje gena|dupliranja gena]].<ref name=Gille/>
Analiza redosleda sekvenci sugeriše da su se katalitičke β podjedinice razišle ranije u evoluciji od pretežno strukturnih α podjedinica. U bakterijama koje izražavaju -{20S}- proteazom, β podjedinice imaju visok nivo [[Poravnavanje sekvenci|sekventne identičnosti]] sa arhejskim i eukariotskim β podjedinicama, dok je nivo identičnosti α sekvenci mnogo niži. Prisustvo -{20S}- proteazoma u bakterijama može biti rezultat [[Horizontal gene transfer|lateralnog prenosa gena]], dok se diverzifikacija podjedinica među eukariotima pripisuje višestrukim događajima [[Dupliranje gena|dupliranja gena]].<ref name=Gille/>
Ред 99: Ред 99:
== Kontrola ćelijskog ciklusa ==
== Kontrola ćelijskog ciklusa ==


Progresija ćelijskog ciklusa je regulisana uređenim delovanjem [[cyclin-dependent kinase|od ciklina zavisnih kinaza]] (CDK), aktiviranih specifičnim [[ciklin]]ima koji demarkiraju faze [[cell cycle|ćelijskog ciklusa]]. Mitotični ciklini, koji u ćeliji ostaju samo nekoliko minuta, imaju jedan od najkraćih životnih vekova od svih intraćelijskih proteina.<ref name=Lodish/> Nakon što CDK-ciklinski kompleks izvrši svoju funkciju, pridruženi ciklin se poliubikvitinira i uništava proteazomom, što omogućava usmerenost ćelijskog ciklusa. Konkretno, za izlazak iz [[Mitoza|mitoze]] potrebna je od protezoma zavisna disocijacija regulatorne komponente [[ciklin B]] od kompleksa [[mitosis promoting factor|faktora promovisanja mitoze]].<ref name=Chesnel>{{cite journal | vauthors = Chesnel F, Bazile F, Pascal A, Kubiak JZ | title = Cyclin B dissociation from CDK1 precedes its degradation upon MPF inactivation in mitotic extracts of Xenopus laevis embryos | journal = Cell Cycle | volume = 5 | issue = 15 | pages = 1687–98 | date = August 2006 | pmid = 16921258 | doi = 10.4161/cc.5.15.3123 }}</ref> U ćelijama [[Kičmenjaci|kičmenjaka]], „proklizavanje” kroz mitotičku kontrolnu tačku dovodi do prevremenog izlaska iz [[M phase|faze M]], uprkos kašnjenja ovog izlaza na [[spindle checkpoint|kontrolnoj tački vretena]].<ref name=Brito>{{cite journal | vauthors = Brito DA, Rieder CL | title = Mitotic checkpoint slippage in humans occurs via cyclin B destruction in the presence of an active checkpoint | journal = Current Biology | volume = 16 | issue = 12 | pages = 1194–200 | date = June 2006 | pmid = 16782009 | pmc = 2749311 | doi = 10.1016/j.cub.2006.04.043 }}</ref>
Progresija ćelijskog ciklusa je regulisana uređenim delovanjem [[cyclin-dependent kinase|od ciklina zavisnih kinaza]] (CDK), aktiviranih specifičnim [[ciklin]]ima koji demarkiraju faze [[cell cycle|ćelijskog ciklusa]]. Mitotični ciklini, koji u ćeliji ostaju samo nekoliko minuta, imaju jedan od najkraćih životnih vekova od svih intraćelijskih proteina.<ref name=Lodish/> Nakon što CDK-ciklinski kompleks izvrši svoju funkciju, pridruženi ciklin se poliubikvitinira i uništava proteazomom, što omogućava usmerenost ćelijskog ciklusa. Konkretno, za izlazak iz [[Mitoza|mitoze]] potrebna je od protezoma zavisna disocijacija regulatorne komponente [[ciklin B]] od kompleksa [[mitosis promoting factor|faktora promovisanja mitoze]].<ref name=Chesnel>{{cite journal | vauthors = Chesnel F, Bazile F, Pascal A, Kubiak JZ | title = Cyclin B dissociation from CDK1 precedes its degradation upon MPF inactivation in mitotic extracts of Xenopus laevis embryos | journal = Cell Cycle | volume = 5 | issue = 15 | pages = 1687–98 | date = 2006 | pmid = 16921258 | doi = 10.4161/cc.5.15.3123 }}</ref> U ćelijama [[Kičmenjaci|kičmenjaka]], „proklizavanje” kroz mitotičku kontrolnu tačku dovodi do prevremenog izlaska iz [[M phase|faze M]], uprkos kašnjenja ovog izlaza na [[spindle checkpoint|kontrolnoj tački vretena]].<ref name=Brito>{{cite journal | vauthors = Brito DA, Rieder CL | title = Mitotic checkpoint slippage in humans occurs via cyclin B destruction in the presence of an active checkpoint | journal = Current Biology | volume = 16 | issue = 12 | pages = 1194–200 | date = 2006 | pmid = 16782009 | pmc = 2749311 | doi = 10.1016/j.cub.2006.04.043 }}</ref>


Ranije kontrolne tačke ćelijskog ciklusa, kao što su provera [[Restriction point|postrestrikcione tačke]] između [[G1 phase|G<sub>1</sub> faze]] i [[S faza|S faze]], takođe uključuju proteazomalnu degradaciju [[cyclin A|ciklina A]], čiju ubikvitinaciju promoviše [[anaphase promoting complex|kompleks za promociju anafaze]] (APC), E3 [[Ubikvitin-proteinska ligaza|ubikvitinska ligaza]].<ref name=Havens>{{cite journal | vauthors = Havens CG, Ho A, Yoshioka N, Dowdy SF | title = Regulation of late G1/S phase transition and APC Cdh1 by reactive oxygen species | journal = Molecular and Cellular Biology | volume = 26 | issue = 12 | pages = 4701–11 | date = June 2006 | pmid = 16738333 | pmc = 1489138 | doi = 10.1128/MCB.00303-06 }}</ref> APC i proteinski kompleks -{Skp1/Cul1/F}--kutija ([[SCF complex|SCF kompleks]]) su dva ključna regulatora ciklinske razgradnje i kontrolne tačke; sam SCF se reguliše APC-om preko ubikvitinacije adapterskog proteina, -{Skp2}-, što sprečava aktivnost -{SCF}- pre G1-S tranzicije.<ref name=Bashir>{{cite journal | vauthors = Bashir T, Dorrello NV, Amador V, Guardavaccaro D, Pagano M | title = Control of the SCF(Skp2-Cks1) ubiquitin ligase by the APC/C(Cdh1) ubiquitin ligase | journal = Nature | volume = 428 | issue = 6979 | pages = 190–3 | date = March 2004 | pmid = 15014502 | doi = 10.1038/nature02330 }}</ref>
Ranije kontrolne tačke ćelijskog ciklusa, kao što su provera [[Restriction point|postrestrikcione tačke]] između [[G1 phase|G<sub>1</sub> faze]] i [[S faza|S faze]], takođe uključuju proteazomalnu degradaciju [[cyclin A|ciklina A]], čiju ubikvitinaciju promoviše [[anaphase promoting complex|kompleks za promociju anafaze]] (APC), E3 [[Ubikvitin-proteinska ligaza|ubikvitinska ligaza]].<ref name=Havens>{{cite journal | vauthors = Havens CG, Ho A, Yoshioka N, Dowdy SF | title = Regulation of late G1/S phase transition and APC Cdh1 by reactive oxygen species | journal = Molecular and Cellular Biology | volume = 26 | issue = 12 | pages = 4701–11 | date = 2006 | pmid = 16738333 | pmc = 1489138 | doi = 10.1128/MCB.00303-06 }}</ref> APC i proteinski kompleks -{Skp1/Cul1/F}--kutija ([[SCF complex|SCF kompleks]]) su dva ključna regulatora ciklinske razgradnje i kontrolne tačke; sam SCF se reguliše APC-om preko ubikvitinacije adapterskog proteina, -{Skp2}-, što sprečava aktivnost -{SCF}- pre G1-S tranzicije.<ref name=Bashir>{{cite journal | vauthors = Bashir T, Dorrello NV, Amador V, Guardavaccaro D, Pagano M | title = Control of the SCF(Skp2-Cks1) ubiquitin ligase by the APC/C(Cdh1) ubiquitin ligase | journal = Nature | volume = 428 | issue = 6979 | pages = 190–3 | date = 2004 | pmid = 15014502 | doi = 10.1038/nature02330 }}</ref>


Pojedinačne komponente -{19S}- čestice imaju svoje regulatorne uloge. [[PSMD10|Gankirin]], nedavno identifikovani [[onkoprotein]], jedan je od -{19S}- potkomponenti koji se takođe čvrsto veže za [[cyclin-dependent kinase|kinazu zavisnu od ciklina]] -{CDK4}- i igra ključnu ulogu u prepoznavanju ubikvitinisanog -{[[p53]]}-, zahvaljujući njegovom afinitetu za ubikvitinsku ligazu [[MDM2]]. Gankirin je anti-[[Апоптоза|apoptotičan]] i pokazalo se da je prekomerno izražen u nekim tipovima ćelija [[tumor]]a, kao što je [[Hepatocellular carcinoma|hepatocelularni karcinom]].<ref name=Higashitsuji>{{cite journal | vauthors = Higashitsuji H, Liu Y, Mayer RJ, Fujita J | title = The oncoprotein gankyrin negatively regulates both p53 and RB by enhancing proteasomal degradation | journal = Cell Cycle | volume = 4 | issue = 10 | pages = 1335–7 | date = October 2005 | pmid = 16177571 | doi = 10.4161/cc.4.10.2107 }}</ref>
Pojedinačne komponente -{19S}- čestice imaju svoje regulatorne uloge. [[PSMD10|Gankirin]], nedavno identifikovani [[onkoprotein]], jedan je od -{19S}- potkomponenti koji se takođe čvrsto veže za [[cyclin-dependent kinase|kinazu zavisnu od ciklina]] -{CDK4}- i igra ključnu ulogu u prepoznavanju ubikvitinisanog -{[[p53]]}-, zahvaljujući njegovom afinitetu za ubikvitinsku ligazu [[MDM2]]. Gankirin je anti-[[Апоптоза|apoptotičan]] i pokazalo se da je prekomerno izražen u nekim tipovima ćelija [[tumor]]a, kao što je [[Hepatocellular carcinoma|hepatocelularni karcinom]].<ref name=Higashitsuji>{{cite journal | vauthors = Higashitsuji H, Liu Y, Mayer RJ, Fujita J | title = The oncoprotein gankyrin negatively regulates both p53 and RB by enhancing proteasomal degradation | journal = Cell Cycle | volume = 4 | issue = 10 | pages = 1335–7 | date = 2005 | pmid = 16177571 | doi = 10.4161/cc.4.10.2107 }}</ref>


===Regulacija biljnog rasta ===
===Regulacija biljnog rasta ===


U [[biljka]]ma, signalizacija pomoću [[auksin]]a ili [[fitohormon]]a koji određuju smer i [[Tropism|tropizam]] rasta biljaka, indukuje ciljanje klase represora [[Transkripcioni faktor|transkripcionih faktora]] poznate kao -{Aux/IAA}- proteini za proteazomalnu degradaciju. Ovi proteini su ubikvitinisani posredstvom -{SCFTIR1}-, ili -{SCF}- u kompleksu sa auksinskim receptorom -{TIR1}-. Degradacija -{Aux/IAA}- proteina derepresuje transkripcione faktore u porodici auksin-responsnih faktora (ARF) i indukuje ARF-usmerenu ekspresiju gena.<ref name=Dharmasiri>{{cite journal | vauthors = Dharmasiri S, Estelle M | title = The role of regulated protein degradation in auxin response | journal = Plant Molecular Biology | volume = 49 | issue = 3–4 | pages = 401–9 | year = 2002 | pmid = 12036263 | doi = 10.1023/A:1015203013208 }}</ref> Ćelijske posledice ARF aktiviranja zavise od tipa biljke i faze razvića, ali su uključene u usmeravanje rasta u korenima i lisnim venama. Smatra se da specifični odgovor na ARF derepresiju posredovan specifičnostima u uparivanju pojedinačnih -{ARF}- i -{Aux/IAA}- proteina.<ref name=Weijers>{{cite journal | vauthors = Weijers D, Benkova E, Jäger KE, Schlereth A, Hamann T, Kientz M, Wilmoth JC, Reed JW, Jürgens G | title = Developmental specificity of auxin response by pairs of ARF and Aux/IAA transcriptional regulators | journal = The EMBO Journal | volume = 24 | issue = 10 | pages = 1874–85 | date = May 2005 | pmid = 15889151 | pmc = 1142592 | doi = 10.1038/sj.emboj.7600659 }}</ref>
U [[biljka]]ma, signalizacija pomoću [[auksin]]a ili [[fitohormon]]a koji određuju smer i [[Tropism|tropizam]] rasta biljaka, indukuje ciljanje klase represora [[Transkripcioni faktor|transkripcionih faktora]] poznate kao -{Aux/IAA}- proteini za proteazomalnu degradaciju. Ovi proteini su ubikvitinisani posredstvom -{SCFTIR1}-, ili -{SCF}- u kompleksu sa auksinskim receptorom -{TIR1}-. Degradacija -{Aux/IAA}- proteina derepresuje transkripcione faktore u porodici auksin-responsnih faktora (ARF) i indukuje ARF-usmerenu ekspresiju gena.<ref name=Dharmasiri>{{cite journal | vauthors = Dharmasiri S, Estelle M | title = The role of regulated protein degradation in auxin response | journal = Plant Molecular Biology | volume = 49 | issue = 3–4 | pages = 401–9 | year = 2002 | pmid = 12036263 | doi = 10.1023/A:1015203013208 }}</ref> Ćelijske posledice ARF aktiviranja zavise od tipa biljke i faze razvića, ali su uključene u usmeravanje rasta u korenima i lisnim venama. Smatra se da specifični odgovor na ARF derepresiju posredovan specifičnostima u uparivanju pojedinačnih -{ARF}- i -{Aux/IAA}- proteina.<ref name=Weijers>{{cite journal | vauthors = Weijers D, Benkova E, Jäger KE, Schlereth A, Hamann T, Kientz M, Wilmoth JC, Reed JW, Jürgens G | title = Developmental specificity of auxin response by pairs of ARF and Aux/IAA transcriptional regulators | journal = The EMBO Journal | volume = 24 | issue = 10 | pages = 1874–85 | date = 2005 | pmid = 15889151 | pmc = 1142592 | doi = 10.1038/sj.emboj.7600659 }}</ref>


=== Apoptoza ===
=== Apoptoza ===


Unutrašnji i spoljni [[cell signaling|signali]] mogu dovesti do indukcije [[apoptosis|apoptoze]] ili programirane ćelijske smrti. Rezultirajuća dekonstrukcija ćelijskih komponenti prvenstveno se vrši posredstvom specijalizovanih proteaza poznatih kao [[Kaspaza|kaspaze]], ali proteazom takođe igra važne i raznolike uloge u apoptotičkom procesu. Na uključenost proteazoma u ovaj proces ukazuje povećanje ubikvitacije proteina, i prisustva enzima E1, E2 i E3, što je uočeno i pre apoptoze.<ref name=autogenerated2>{{cite journal | vauthors = Haas AL, Baboshina O, Williams B, Schwartz LM | title = Coordinated induction of the ubiquitin conjugation pathway accompanies the developmentally programmed death of insect skeletal muscle | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 270 | issue = 16 | pages = 9407–12 | date = April 1995 | pmid = 7721865 | doi = 10.1074/jbc.270.16.9407 }}</ref><ref name="Schwartz">{{cite journal | vauthors = Schwartz LM, Myer A, Kosz L, Engelstein M, Maier C | title = Activation of polyubiquitin gene expression during developmentally programmed cell death | journal = Neuron | volume = 5 | issue = 4 | pages = 411–9 | date = October 1990 | pmid = 2169771 | doi = 10.1016/0896-6273(90)90080-Y }}</ref><ref name="Low">{{cite journal | vauthors = Löw P, Bussell K, Dawson SP, Billett MA, Mayer RJ, Reynolds SE | title = Expression of a 26S proteasome ATPase subunit, MS73, in muscles that undergo developmentally programmed cell death, and its control by ecdysteroid hormones in the insect Manduca sexta | journal = FEBS Letters | volume = 400 | issue = 3 | pages = 345–9 | date = January 1997 | pmid = 9009228 | doi = 10.1016/S0014-5793(96)01413-5 }}</ref> Tokom apoptoze je primećeno da proteazomi lokalizovani u jedru bivaju translocirani na [[Bleb (cell biology)|blebove]] spoljašnje membrane karakteristične za apoptozu.<ref name="Pitzer">{{cite journal | vauthors = Pitzer F, Dantes A, Fuchs T, Baumeister W, Amsterdam A | title = Removal of proteasomes from the nucleus and their accumulation in apoptotic blebs during programmed cell death | journal = FEBS Letters | volume = 394 | issue = 1 | pages = 47–50 | date = September 1996 | pmid = 8925925 | doi = 10.1016/0014-5793(96)00920-9 }}</ref>
Unutrašnji i spoljni [[cell signaling|signali]] mogu dovesti do indukcije [[apoptosis|apoptoze]] ili programirane ćelijske smrti. Rezultirajuća dekonstrukcija ćelijskih komponenti prvenstveno se vrši posredstvom specijalizovanih proteaza poznatih kao [[Kaspaza|kaspaze]], ali proteazom takođe igra važne i raznolike uloge u apoptotičkom procesu. Na uključenost proteazoma u ovaj proces ukazuje povećanje ubikvitacije proteina, i prisustva enzima E1, E2 i E3, što je uočeno i pre apoptoze.<ref name=autogenerated2>{{cite journal | vauthors = Haas AL, Baboshina O, Williams B, Schwartz LM | title = Coordinated induction of the ubiquitin conjugation pathway accompanies the developmentally programmed death of insect skeletal muscle | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 270 | issue = 16 | pages = 9407–12 | date = 1995 | pmid = 7721865 | doi = 10.1074/jbc.270.16.9407 }}</ref><ref name="Schwartz">{{cite journal | vauthors = Schwartz LM, Myer A, Kosz L, Engelstein M, Maier C | title = Activation of polyubiquitin gene expression during developmentally programmed cell death | journal = Neuron | volume = 5 | issue = 4 | pages = 411–9 | date = 1990 | pmid = 2169771 | doi = 10.1016/0896-6273(90)90080-Y }}</ref><ref name="Low">{{cite journal | vauthors = Löw P, Bussell K, Dawson SP, Billett MA, Mayer RJ, Reynolds SE | title = Expression of a 26S proteasome ATPase subunit, MS73, in muscles that undergo developmentally programmed cell death, and its control by ecdysteroid hormones in the insect Manduca sexta | journal = FEBS Letters | volume = 400 | issue = 3 | pages = 345–9 | date = 1997 | pmid = 9009228 | doi = 10.1016/S0014-5793(96)01413-5 }}</ref> Tokom apoptoze je primećeno da proteazomi lokalizovani u jedru bivaju translocirani na [[Bleb (cell biology)|blebove]] spoljašnje membrane karakteristične za apoptozu.<ref name="Pitzer">{{cite journal | vauthors = Pitzer F, Dantes A, Fuchs T, Baumeister W, Amsterdam A | title = Removal of proteasomes from the nucleus and their accumulation in apoptotic blebs during programmed cell death | journal = FEBS Letters | volume = 394 | issue = 1 | pages = 47–50 | date = 1996 | pmid = 8925925 | doi = 10.1016/0014-5793(96)00920-9 }}</ref>


Inhibicija proteazoma ima različite efekte na indukciju apoptoze u različitim tipovima ćelija. Generalno, proteazom nije neophodan za apoptozu, iako je njegova inhibicija proapoptotička kod većine ćelijskih tipova koji su proučavani. Apoptoza je posredovana prekidom regulisane razgradnje proteina ćelijskog ciklusa rasta.<ref name="Adams"/> Međutim, neke ćelijske linije - naročito [[Cell culture|primarne kulture]] [[G0 phase|mirujućih]] i [[cell differentiation|diferenciranih]] ćelija poput [[timocit]]a i [[neuron]]a - bivaju sprečene u podleganju apoptozi izlaganjem proteazomskim inhibitorima. Mehanizam ovog efekta nije jasan, ali se pretpostavlja da je specifičan za ćelije u mirovanju ili da je rezultat diferencijalne aktivnosti proapoptotičke [[kinase|kinaze]] [[c-Jun N-terminal kinases|JNK]].<ref name="Orlowski">{{cite journal | vauthors = Orlowski RZ | title = The role of the ubiquitin-proteasome pathway in apoptosis | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 6 | issue = 4 | pages = 303–13 | date = April 1999 | pmid = 10381632 | doi = 10.1038/sj.cdd.4400505 }}</ref> Sposobnost proteazomnih inhibitora da indukuju apoptozu u ćelijama koje se brzo dele, iskorišćena je u nekoliko nedavno razvijenih sredstava za [[chemotherapy|hemoterapiju]], kao što su [[bortezomib]] i [[salinosporamide A|salinosporamid A]].
Inhibicija proteazoma ima različite efekte na indukciju apoptoze u različitim tipovima ćelija. Generalno, proteazom nije neophodan za apoptozu, iako je njegova inhibicija proapoptotička kod većine ćelijskih tipova koji su proučavani. Apoptoza je posredovana prekidom regulisane razgradnje proteina ćelijskog ciklusa rasta.<ref name="Adams"/> Međutim, neke ćelijske linije - naročito [[Cell culture|primarne kulture]] [[G0 phase|mirujućih]] i [[cell differentiation|diferenciranih]] ćelija poput [[timocit]]a i [[neuron]]a - bivaju sprečene u podleganju apoptozi izlaganjem proteazomskim inhibitorima. Mehanizam ovog efekta nije jasan, ali se pretpostavlja da je specifičan za ćelije u mirovanju ili da je rezultat diferencijalne aktivnosti proapoptotičke [[kinase|kinaze]] [[c-Jun N-terminal kinases|JNK]].<ref name="Orlowski">{{cite journal | vauthors = Orlowski RZ | title = The role of the ubiquitin-proteasome pathway in apoptosis | journal = Cell Death and Differentiation | volume = 6 | issue = 4 | pages = 303–13 | date = 1999 | pmid = 10381632 | doi = 10.1038/sj.cdd.4400505 }}</ref> Sposobnost proteazomnih inhibitora da indukuju apoptozu u ćelijama koje se brzo dele, iskorišćena je u nekoliko nedavno razvijenih sredstava za [[chemotherapy|hemoterapiju]], kao što su [[bortezomib]] i [[salinosporamide A|salinosporamid A]].


== Respons na ćelijski stres ==
== Respons na ćelijski stres ==


U responsu na ćelijske stresove - poput [[infection|infekcije]], [[Heat shock response|toplotnog udara]] ili [[Реактивне врсте кисеоника|oksidativnog oštećenja]] - izražavaju se [[proteini toplotnog udara]] koji identifikuju pogrešno sklopljene ili nesklopljene proteine i ciljaju ih za proteazomalnu razgradnju. [[Hsp27]] i [[Hsp90]] su [[Šaperon (protein)|šaperonski]] proteini koji su povezani sa povećanom aktivnosti ubikvitin-proteazomnog sistema, iako oni nisu direktni učesnici u procesu.<ref name="Garrido">{{cite journal | vauthors = Garrido C, Brunet M, Didelot C, Zermati Y, Schmitt E, Kroemer G | title = Heat shock proteins 27 and 70: anti-apoptotic proteins with tumorigenic properties | journal = Cell Cycle | volume = 5 | issue = 22 | pages = 2592–601 | date = November 2006 | pmid = 17106261 | doi = 10.4161/cc.5.22.3448 }}</ref> S druge strane, -{[[Hsp70]]}- veže izložene [[Hidrofob|hidrofobne]] segmente na površini pogrešno sklopljenih proteina i regrutuje E3 ubikvitinske ligaze, kao što je -{CHIP}-, da bi označio proteine za proteazomalnu razgradnju.<ref name="Park">{{cite journal | vauthors = Park SH, Bolender N, Eisele F, Kostova Z, Takeuchi J, Coffino P, Wolf DH | title = The cytoplasmic Hsp70 chaperone machinery subjects misfolded and endoplasmic reticulum import-incompetent proteins to degradation via the ubiquitin-proteasome system | journal = Molecular Biology of the Cell | volume = 18 | issue = 1 | pages = 153–65 | date = January 2007 | pmid = 17065559 | pmc = 1751312 | doi = 10.1091/mbc.E06-04-0338 }}</ref> -{CHIP}- protein (karboksilni kraj proteina koji deluje sa -{Hsp70}-) sam je regulisan inhibicijom interakcija između E3 enzima -{CHIP}- i njegovog E2 vezujućeg partnera.<ref name="Dai">{{cite journal | vauthors = Dai Q, Qian SB, Li HH, McDonough H, Borchers C, Huang D, Takayama S, Younger JM, Ren HY, Cyr DM, Patterson C | title = Regulation of the cytoplasmic quality control protein degradation pathway by BAG2 | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 280 | issue = 46 | pages = 38673–81 | date = November 2005 | pmid = 16169850 | doi = 10.1074/jbc.M507986200 }}</ref>
U responsu na ćelijske stresove - poput [[infection|infekcije]], [[Heat shock response|toplotnog udara]] ili [[Реактивне врсте кисеоника|oksidativnog oštećenja]] - izražavaju se [[proteini toplotnog udara]] koji identifikuju pogrešno sklopljene ili nesklopljene proteine i ciljaju ih za proteazomalnu razgradnju. [[Hsp27]] i [[Hsp90]] su [[Šaperon (protein)|šaperonski]] proteini koji su povezani sa povećanom aktivnosti ubikvitin-proteazomnog sistema, iako oni nisu direktni učesnici u procesu.<ref name="Garrido">{{cite journal | vauthors = Garrido C, Brunet M, Didelot C, Zermati Y, Schmitt E, Kroemer G | title = Heat shock proteins 27 and 70: anti-apoptotic proteins with tumorigenic properties | journal = Cell Cycle | volume = 5 | issue = 22 | pages = 2592–601 | date = 2006 | pmid = 17106261 | doi = 10.4161/cc.5.22.3448 }}</ref> S druge strane, -{[[Hsp70]]}- veže izložene [[Hidrofob|hidrofobne]] segmente na površini pogrešno sklopljenih proteina i regrutuje E3 ubikvitinske ligaze, kao što je -{CHIP}-, da bi označio proteine za proteazomalnu razgradnju.<ref name="Park">{{cite journal | vauthors = Park SH, Bolender N, Eisele F, Kostova Z, Takeuchi J, Coffino P, Wolf DH | title = The cytoplasmic Hsp70 chaperone machinery subjects misfolded and endoplasmic reticulum import-incompetent proteins to degradation via the ubiquitin-proteasome system | journal = Molecular Biology of the Cell | volume = 18 | issue = 1 | pages = 153–65 | date = 2007 | pmid = 17065559 | pmc = 1751312 | doi = 10.1091/mbc.E06-04-0338 }}</ref> -{CHIP}- protein (karboksilni kraj proteina koji deluje sa -{Hsp70}-) sam je regulisan inhibicijom interakcija između E3 enzima -{CHIP}- i njegovog E2 vezujućeg partnera.<ref name="Dai">{{cite journal | vauthors = Dai Q, Qian SB, Li HH, McDonough H, Borchers C, Huang D, Takayama S, Younger JM, Ren HY, Cyr DM, Patterson C | title = Regulation of the cytoplasmic quality control protein degradation pathway by BAG2 | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 280 | issue = 46 | pages = 38673–81 | date = 2005 | pmid = 16169850 | doi = 10.1074/jbc.M507986200 }}</ref>


Slični mehanizmi postoje za promovisanje razgradnje [[redox|oksidativno oštećenih]] proteina preko proteazomskog sistema. Proteazomi lokalizovani u jezgru su regulisani [[NAD+ ADP-riboziltransferaza|PARP]]-om i aktivno razgrađuju nepodesno oksidovane [[histon]]e.<ref name="Bader">{{cite journal | vauthors = Bader N, Grune T | title = Protein oxidation and proteolysis | journal = Biological Chemistry | volume = 387 | issue = 10–11 | pages = 1351–5 | year = 2006 | pmid = 17081106 | doi = 10.1515/BC.2006.169 }}</ref> Oksidovani proteini koji često formiraju velike amorfne agregate u ćeliji mogu se direktno razgraditi pomoću -{20S}- sržnih čestica bez -{19S}- regulacione kape i ne zahtevaju ATP hidrolizu ili obeležavanje ubikvitinom.<ref name="Shringarpure" /> Međutim, visok nivo oksidativnog oštećenja povećava stupanj umrežavanja proteinskih fragmenata, čineći agregate otpornim na proteolizu. Veći broj i veličina tako visoko oksidovanih agregata povezani su sa [[starenje]]m.<ref name="Davies">{{cite journal | vauthors = Davies KJ | title = Degradation of oxidized proteins by the 20S proteasome | journal = Biochimie | volume = 83 | issue = 3–4 | pages = 301–10 | year = 2003 | pmid = 11295490 | doi = 10.1016/S0300-9084(01)01250-0 }}</ref>
Slični mehanizmi postoje za promovisanje razgradnje [[redox|oksidativno oštećenih]] proteina preko proteazomskog sistema. Proteazomi lokalizovani u jezgru su regulisani [[NAD+ ADP-riboziltransferaza|PARP]]-om i aktivno razgrađuju nepodesno oksidovane [[histon]]e.<ref name="Bader">{{cite journal | vauthors = Bader N, Grune T | title = Protein oxidation and proteolysis | journal = Biological Chemistry | volume = 387 | issue = 10–11 | pages = 1351–5 | year = 2006 | pmid = 17081106 | doi = 10.1515/BC.2006.169 }}</ref> Oksidovani proteini koji često formiraju velike amorfne agregate u ćeliji mogu se direktno razgraditi pomoću -{20S}- sržnih čestica bez -{19S}- regulacione kape i ne zahtevaju ATP hidrolizu ili obeležavanje ubikvitinom.<ref name="Shringarpure" /> Međutim, visok nivo oksidativnog oštećenja povećava stupanj umrežavanja proteinskih fragmenata, čineći agregate otpornim na proteolizu. Veći broj i veličina tako visoko oksidovanih agregata povezani su sa [[starenje]]m.<ref name="Davies">{{cite journal | vauthors = Davies KJ | title = Degradation of oxidized proteins by the 20S proteasome | journal = Biochimie | volume = 83 | issue = 3–4 | pages = 301–10 | year = 2003 | pmid = 11295490 | doi = 10.1016/S0300-9084(01)01250-0 }}</ref>


Disregulacija ubikvitin proteazomnog sistema može biti izražena u nekoliko neuronskih bolesti. To može dovesti do tumora mozga poput [[astrocitom]]a.<ref name=Lehman>{{cite journal | vauthors = Lehman NL | title = The ubiquitin proteasome system in neuropathology | journal = Acta Neuropathologica | volume = 118 | issue = 3 | pages = 329–47 | date = September 2009 | pmid = 19597829 | pmc = 2716447 | doi = 10.1007/s00401-009-0560-x }}</ref> Kod nekih pozno-nastajućih [[Неуродегенерација |neurodegenerativnih]] bolesti koje ispoljavaju nakupljanje pogrešno sklopljenih proteina kao zajedničku karakteristiku, kao što su [[Parkinsonova bolest]] i [[Alzheimerova bolest]], veliki nerastvorljivi agregati pogrešno sklopljenih proteina mogu se formirati i potom dovesti do [[neurotoksičnost]]i, kroz mehanizme koji još nisu dobro poznati. Smatra se da je smanjena aktivnost proteazoma jedan od uzroka agregacije i formiranja [[Левијево тело|Levijevih tela]] kod Parkinsona.<ref name="McNaught">{{cite journal | vauthors = McNaught KS, Jackson T, JnoBaptiste R, Kapustin A, Olanow CW | title = Proteasomal dysfunction in sporadic Parkinson's disease | journal = Neurology | volume = 66 | issue = 10 Suppl 4 | pages = S37–49 | date = May 2006 | pmid = 16717251 | doi = 10.1212/01.wnl.0000221745.58886.2e }}</ref> Ovu hipotezu potkrepljuje zapažanje da su [[kvasac|kvaščani]] modeli Parkinsona podložniji toksičnosti iz [[alpha-synuclein|α-sinukleina]], glavne proteinske komponente Levijevih tela, u uslovima niske aktivnosti proteazoma.<ref name="Sharma">{{cite journal | vauthors = Sharma N, Brandis KA, Herrera SK, Johnson BE, Vaidya T, Shrestha R, Debburman SK | title = alpha-Synuclein budding yeast model: toxicity enhanced by impaired proteasome and oxidative stress | journal = Journal of Molecular Neuroscience | volume = 28 | issue = 2 | pages = 161–78 | year = 2006 | pmid = 16679556 | doi = 10.1385/JMN:28:2:161 }}</ref> Smanjena proteazomalna aktivnost može biti jedan od uzroka kognitivnih poremećaja kao što su poremećaji [[Autism spectrum|spektra autizma]], i mišićnih i nervnih oboljenja, kao što je [[Hereditary inclusion body myopathy|inkluziona telesna miopatija]].<ref name=Lehman/>
Disregulacija ubikvitin proteazomnog sistema može biti izražena u nekoliko neuronskih bolesti. To može dovesti do tumora mozga poput [[astrocitom]]a.<ref name=Lehman>{{cite journal | vauthors = Lehman NL | title = The ubiquitin proteasome system in neuropathology | journal = Acta Neuropathologica | volume = 118 | issue = 3 | pages = 329–47 | date = 2009 | pmid = 19597829 | pmc = 2716447 | doi = 10.1007/s00401-009-0560-x }}</ref> Kod nekih pozno-nastajućih [[Неуродегенерација |neurodegenerativnih]] bolesti koje ispoljavaju nakupljanje pogrešno sklopljenih proteina kao zajedničku karakteristiku, kao što su [[Parkinsonova bolest]] i [[Alzheimerova bolest]], veliki nerastvorljivi agregati pogrešno sklopljenih proteina mogu se formirati i potom dovesti do [[neurotoksičnost]]i, kroz mehanizme koji još nisu dobro poznati. Smatra se da je smanjena aktivnost proteazoma jedan od uzroka agregacije i formiranja [[Левијево тело|Levijevih tela]] kod Parkinsona.<ref name="McNaught">{{cite journal | vauthors = McNaught KS, Jackson T, JnoBaptiste R, Kapustin A, Olanow CW | title = Proteasomal dysfunction in sporadic Parkinson's disease | journal = Neurology | volume = 66 | issue = 10 Suppl 4 | pages = S37–49 | date = 2006 | pmid = 16717251 | doi = 10.1212/01.wnl.0000221745.58886.2e }}</ref> Ovu hipotezu potkrepljuje zapažanje da su [[kvasac|kvaščani]] modeli Parkinsona podložniji toksičnosti iz [[alpha-synuclein|α-sinukleina]], glavne proteinske komponente Levijevih tela, u uslovima niske aktivnosti proteazoma.<ref name="Sharma">{{cite journal | vauthors = Sharma N, Brandis KA, Herrera SK, Johnson BE, Vaidya T, Shrestha R, Debburman SK | title = alpha-Synuclein budding yeast model: toxicity enhanced by impaired proteasome and oxidative stress | journal = Journal of Molecular Neuroscience | volume = 28 | issue = 2 | pages = 161–78 | year = 2006 | pmid = 16679556 | doi = 10.1385/JMN:28:2:161 }}</ref> Smanjena proteazomalna aktivnost može biti jedan od uzroka kognitivnih poremećaja kao što su poremećaji [[Autism spectrum|spektra autizma]], i mišićnih i nervnih oboljenja, kao što je [[Hereditary inclusion body myopathy|inkluziona telesna miopatija]].<ref name=Lehman/>


== Uloga u imunskom sistemu ==
== Uloga u imunskom sistemu ==

The proteasome plays a straightforward but critical role in the function of the [[adaptive immunity|adaptive immune system]]. Peptide [[antigen]]s are displayed by the [[major histocompatibility complex]] class I (MHC) proteins on the surface of [[antigen-presenting cell]]s. These peptides are products of proteasomal degradation of proteins originated by the invading [[pathogen]]. Although constitutively expressed proteasomes can participate in this process, a specialized complex composed of proteins, whose [[gene expression|expression]] is induced by [[interferon gamma]], are the primary producers of peptides which are optimal in size and composition for MHC binding. These proteins whose expression increases during the immune response include the 11S regulatory particle, whose main known biological role is regulating the production of MHC ligands, and specialized β subunits called β1i, β2i, and β5i with altered substrate specificity. The complex formed with the specialized β subunits is known as the ''immunoproteasome''.<ref name="Wang" /> Another β5i variant subunit, β5t, is expressed in the thymus, leading to a thymus-specific "thymoproteasome" whose function is as yet unclear.<ref name="pmid17540904">{{cite journal | vauthors = Murata S, Sasaki K, Kishimoto T, Niwa S, Hayashi H, Takahama Y, Tanaka K | title = Regulation of CD8+ T cell development by thymus-specific proteasomes | journal = Science | volume = 316 | issue = 5829 | pages = 1349–53 | date = 2007 | pmid = 17540904 | doi = 10.1126/science.1141915 }}</ref>

The strength of MHC class I ligand binding is dependent on the composition of the ligand [[C-terminal end|C-terminus]], as peptides bind by [[hydrogen bond]]ing and by close contacts with a region called the "B pocket" on the MHC surface. Many MHC class I alleles prefer hydrophobic C-terminal residues, and the immunoproteasome complex is more likely to generate hydrophobic C-termini.<ref name=Cascio2001>{{cite journal | vauthors = Cascio P, Hilton C, Kisselev AF, Rock KL, Goldberg AL | title = 26S proteasomes and immunoproteasomes produce mainly N-extended versions of an antigenic peptide | journal = The EMBO Journal | volume = 20 | issue = 10 | pages = 2357–66 | date = 2001 | pmid = 11350924 | pmc = 125470 | doi = 10.1093/emboj/20.10.2357 }}</ref>

Due to its role in generating the activated form of [[NF-κB]], an anti-[[apoptosis|apoptotic]] and pro-[[Inflammation|inflammatory]] regulator of [[cytokine]] expression, proteasomal activity has been linked to inflammatory and [[autoimmune disease]]s. Increased levels of proteasome activity correlate with disease activity and have been implicated in autoimmune diseases including [[systemic lupus erythematosus]] and [[rheumatoid arthritis]].<ref name="Wang" />

The proteasome is also involved in [[Intracellular antibody-mediated proteolysis]] of antibody-bound virions. In this neutralisation pathway, [[TRIM21]] (a protein of the tripartite motif family) binds with [[immunoglobulin G]] to direct the virion to the proteasome where it is degraded.<ref name="pnas1014074107">{{cite journal | vauthors = Mallery DL, McEwan WA, Bidgood SR, Towers GJ, Johnson CM, James LC | title = Antibodies mediate intracellular immunity through tripartite motif-containing 21 (TRIM21) | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 107 | issue = 46 | pages = 19985–19990 | date = 2010 | pmid = 21045130 | pmc = 2993423 | doi = 10.1073/pnas.1014074107 | url = http://www.pnas.org/content/early/2010/11/01/1014074107 }}</ref>

== Proteazomski inhibitori ==
{{Main-lat|Proteazomski inhibitor}}
[[File:Bortezomib.svg|thumb|200px|left|Chemical structure of [[bortezomib]] (Boronated form of MG132), a proteasome inhibitor used in [[chemotherapy]] that is particularly effective against [[multiple myeloma]]]]
[[File:2f16 bortezomib pink.png|thumb|200px|right|[[Bortezomib]] bound to the core particle in a [[yeast]] proteasome. The bortezomib molecule is in the center colored by atom type ([[carbon]] = pink, [[nitrogen]] = blue, [[oxygen]] = red, [[boron]] = yellow), surrounded by the local protein surface. The blue patch is the catalytic [[threonine]] residue whose activity is blocked by the presence of bortezomib.]]

[[Proteasome inhibitor]]s have effective anti-[[tumor]] activity in [[cell culture]], inducing [[apoptosis]] by disrupting the regulated degradation of pro-growth cell cycle proteins.<ref name="Adams">{{cite journal | vauthors = Adams J, Palombella VJ, Sausville EA, Johnson J, Destree A, Lazarus DD, Maas J, Pien CS, Prakash S, Elliott PJ | title = Proteasome inhibitors: a novel class of potent and effective antitumor agents | journal = Cancer Research | volume = 59 | issue = 11 | pages = 2615–22 | date = 1999 | pmid = 10363983 | doi = }}</ref> This approach of selectively inducing apoptosis in tumor cells has proven effective in animal models and human trials.

[[Lactacystin]], a natural product synthesized by ''[[Streptomyces]]'' [[bacteria]], was the first non-peptidic proteasome inhibitor discovered<ref name="Fenteany">{{cite journal | vauthors = Fenteany G, Standaert RF, Lane WS, Choi S, Corey EJ, Schreiber SL | title = Inhibition of proteasome activities and subunit-specific amino-terminal threonine modification by lactacystin | journal = Science | volume = 268 | issue = 5211 | pages = 726–31 | date = 1995 | pmid = 7732382 | doi = 10.1126/science.7732382 }}</ref> and is widely used as a research tool in biochemistry and cell biology. Lactacystin was licensed to Myogenics/Proscript, which was acquired by [[Millennium Pharmaceuticals]], now part of [[Takeda Pharmaceuticals]]. Lactacystin covalently modifies the amino-terminal threonine of catalytic β subunits of the proteasome, particularly the β5 subunit responsible for the proteasome's chymotrypsin-like activity. This discovery helped to establish the proteasome as a mechanistically novel class of protease: an amino-terminal [[threonine protease]].

[[Bortezomib]] (Boronated MG132), a molecule developed by [[Millennium Pharmaceuticals]] and marketed as Velcade, is the first proteasome inhibitor to reach clinical use as a [[chemotherapy]] agent.<ref name="FDA approval">[http://www.fda.gov/bbs/topics/NEWS/2003/NEW00905.html United States Food and Drug Administration press release] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070219044138/http://www.fda.gov/bbs/topics/NEWS/2003/NEW00905.html |date= 2007-02-19 }} 13 May 2003. Access date 29 December 2006. See also [http://www.fda.gov/cder/drug/infopage/velcade/ FDA Velcade information page].</ref> Bortezomib is used in the treatment of [[multiple myeloma]].<ref name="Fisher">{{cite journal | vauthors = Fisher RI, Bernstein SH, Kahl BS, Djulbegovic B, Robertson MJ, de Vos S, Epner E, Krishnan A, Leonard JP, Lonial S, Stadtmauer EA, O'Connor OA, Shi H, Boral AL, Goy A | title = Multicenter phase II study of bortezomib in patients with relapsed or refractory mantle cell lymphoma | journal = Journal of Clinical Oncology | volume = 24 | issue = 30 | pages = 4867–74 | date = 2006 | pmid = 17001068 | doi = 10.1200/JCO.2006.07.9665 }}</ref> Notably, multiple myeloma has been observed to result in increased proteasome-derived peptide levels in [[blood serum]] that decrease to normal levels in response to successful chemotherapy.<ref name="Jakob">{{cite journal | vauthors = Jakob C, Egerer K, Liebisch P, Türkmen S, Zavrski I, Kuckelkorn U, Heider U, Kaiser M, Fleissner C, Sterz J, Kleeberg L, Feist E, Burmester GR, Kloetzel PM, Sezer O | title = Circulating proteasome levels are an independent prognostic factor for survival in multiple myeloma | journal = Blood | volume = 109 | issue = 5 | pages = 2100–5 | date = 2007 | pmid = 17095627 | doi = 10.1182/blood-2006-04-016360 }}</ref> Studies in animals have indicated that bortezomib may also have clinically significant effects in [[pancreatic cancer]].<ref name="Shah">{{cite journal | vauthors = Shah SA, Potter MW, McDade TP, Ricciardi R, Perugini RA, Elliott PJ, Adams J, Callery MP | title = 26S proteasome inhibition induces apoptosis and limits growth of human pancreatic cancer | journal = Journal of Cellular Biochemistry | volume = 82 | issue = 1 | pages = 110–22 | year = 2001 | pmid = 11400168 | doi = 10.1002/jcb.1150 }}</ref><ref name="Nawrocki">{{cite journal | vauthors = Nawrocki ST, Sweeney-Gotsch B, Takamori R, McConkey DJ | title = The proteasome inhibitor bortezomib enhances the activity of docetaxel in orthotopic human pancreatic tumor xenografts | journal = Molecular Cancer Therapeutics | volume = 3 | issue = 1 | pages = 59–70 | date = 2004 | pmid = 14749476 | doi = }}</ref> Preclinical and early clinical studies have been started to examine bortezomib's effectiveness in treating other [[B-cell]]-related cancers,<ref name="Schenkein">{{cite journal | vauthors = Schenkein D | title = Proteasome inhibitors in the treatment of B-cell malignancies | journal = Clinical Lymphoma | volume = 3 | issue = 1 | pages = 49–55 | date = 2002 | pmid = 12141956 | doi = 10.3816/CLM.2002.n.011 }}</ref> particularly some types of [[non-Hodgkin's lymphoma]].<ref name="O'Connor">{{cite journal | vauthors = O'Connor OA, Wright J, Moskowitz C, Muzzy J, MacGregor-Cortelli B, Stubblefield M, Straus D, Portlock C, Hamlin P, Choi E, Dumetrescu O, Esseltine D, Trehu E, Adams J, Schenkein D, Zelenetz AD | title = Phase II clinical experience with the novel proteasome inhibitor bortezomib in patients with indolent non-Hodgkin's lymphoma and mantle cell lymphoma | journal = Journal of Clinical Oncology | volume = 23 | issue = 4 | pages = 676–84 | date = 2005 | pmid = 15613699 | doi = 10.1200/JCO.2005.02.050 }}</ref> Clinical results also seem to justify use of proteasome inhibitor combined with chemotherapy, for B-cell acute lymphoblastic leukemia <ref>{{cite journal | vauthors = Messinger YH, Gaynon PS, Sposto R, van der Giessen J, Eckroth E, Malvar J, Bostrom BC | title = Bortezomib with chemotherapy is highly active in advanced B-precursor acute lymphoblastic leukemia: Therapeutic Advances in Childhood Leukemia & Lymphoma (TACL) Study | journal = Blood | volume = 120 | issue = 2 | pages = 285–90 | date = 2012 | pmid = 22653976 | doi = 10.1182/blood-2012-04-418640 }}</ref> Proteasome inhibitors can kill some types of cultured leukemia cells that are resistant to glucocorticoids.<ref>{{cite journal | vauthors = Lambrou GI, Papadimitriou L, Chrousos GP, Vlahopoulos SA | title = Glucocorticoid and proteasome inhibitor impact on the leukemic lymphoblast: multiple, diverse signals converging on a few key downstream regulators | journal = Molecular and Cellular Endocrinology | volume = 351 | issue = 2 | pages = 142–51 | date = 2012 | pmid = 22273806 | doi = 10.1016/j.mce.2012.01.003 }}</ref>

The molecule [[ritonavir]], marketed as Norvir, was developed as a [[protease inhibitor (pharmacology)|protease inhibitor]] and used to target [[HIV]] infection. However, it has been shown to inhibit proteasomes as well as free proteases; to be specific, the [[chymotrypsin]]-like activity of the proteasome is inhibited by ritonavir, while the [[trypsin]]-like activity is somewhat enhanced.<ref name="Schmidtke">{{cite journal | vauthors = Schmidtke G, Holzhütter HG, Bogyo M, Kairies N, Groll M, de Giuli R, Emch S, Groettrup M | title = How an inhibitor of the HIV-I protease modulates proteasome activity | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 274 | issue = 50 | pages = 35734–40 | date = 1999 | pmid = 10585454 | doi = 10.1074/jbc.274.50.35734 }}</ref> Studies in animal models suggest that ritonavir may have inhibitory effects on the growth of [[glioma]] cells.<ref name="Laurent">{{cite journal | vauthors = Laurent N, de Boüard S, Guillamo JS, Christov C, Zini R, Jouault H, Andre P, Lotteau V, Peschanski M | title = Effects of the proteasome inhibitor ritonavir on glioma growth in vitro and in vivo | journal = Molecular Cancer Therapeutics | volume = 3 | issue = 2 | pages = 129–36 | date = 2004 | pmid = 14985453 | doi = }}</ref>

Proteasome inhibitors have also shown promise in treating autoimmune diseases in animal models. For example, studies in mice bearing human [[skin graft]]s found a reduction in the size of lesions from [[psoriasis]] after treatment with a proteasome inhibitor.<ref name="Zollner">{{cite journal | vauthors = Zollner TM, Podda M, Pien C, Elliott PJ, Kaufmann R, Boehncke WH | title = Proteasome inhibition reduces superantigen-mediated T cell activation and the severity of psoriasis in a SCID-hu model | journal = The Journal of Clinical Investigation | volume = 109 | issue = 5 | pages = 671–9 | date = 2002 | pmid = 11877475 | pmc = 150886 | doi = 10.1172/JCI12736 }}</ref> Inhibitors also show positive effects in [[rodent]] models of [[asthma]].<ref name="Elliott">{{cite journal | vauthors = Elliott PJ, Pien CS, McCormack TA, Chapman ID, Adams J | title = Proteasome inhibition: A novel mechanism to combat asthma | journal = The Journal of Allergy and Clinical Immunology | volume = 104 | issue = 2 Pt 1 | pages = 294–300 | date = 1999 | pmid = 10452747 | doi = 10.1016/S0091-6749(99)70369-6 }}</ref>

Labeling and inhibition of the proteasome is also of interest in laboratory settings for both ''in vitro'' and ''in vivo'' study of proteasomal activity in cells. The most commonly used laboratory inhibitors are [[lactacystin]] and the peptide aldehyde [[MG132]] initially developed by Goldberg lab. [[Fluorescent]] inhibitors have also been developed to specifically label the active sites of the assembled proteasome.<ref name="Verdoes">{{cite journal | vauthors = Verdoes M, Florea BI, Menendez-Benito V, Maynard CJ, Witte MD, van der Linden WA, van den Nieuwendijk AM, Hofmann T, Berkers CR, van Leeuwen FW, Groothuis TA, Leeuwenburgh MA, Ovaa H, Neefjes JJ, Filippov DV, van der Marel GA, Dantuma NP, Overkleeft HS | title = A fluorescent broad-spectrum proteasome inhibitor for labeling proteasomes in vitro and in vivo | journal = Chemistry & Biology | volume = 13 | issue = 11 | pages = 1217–26 | date = 2006 | pmid = 17114003 | doi = 10.1016/j.chembiol.2006.09.013 }}</ref>

== Klinički značaj ==

The proteasome and its subunits are of clinical significance for at least two reasons: (1) a compromised complex assembly or a dysfunctional proteasome can be associated with the underlying pathophysiology of specific diseases, and (2) they can be exploited as drug targets for therapeutic interventions. More recently, more effort has been made to consider the proteasome for the development of novel diagnostic markers and strategies. An improved and comprehensive understanding of the pathophysiology of the proteasome should lead to clinical applications in the future.

The proteasomes form a pivotal component for the Ubiquitin-Proteasome System (UPS) <ref>{{cite journal | vauthors = Kleiger G, Mayor T | title = Perilous journey: a tour of the ubiquitin-proteasome system | journal = Trends in Cell Biology | volume = 24 | issue = 6 | pages = 352–9 | date = 2014 | pmid = 24457024 | doi = 10.1016/j.tcb.2013.12.003 | pmc=4037451}}</ref> and corresponding cellular Protein Quality Control (PQC). Protein [[ubiquitination]] and subsequent [[proteolysis]] and degradation by the proteasome are important mechanisms in the regulation of the [[cell cycle]], [[cell growth]] and differentiation, gene transcription, signal transduction and [[apoptosis]].<ref>{{cite journal | vauthors = Goldberg AL, Stein R, Adams J | title = New insights into proteasome function: from archaebacteria to drug development | journal = Chemistry & Biology | volume = 2 | issue = 8 | pages = 503–8 | date = 1995 | pmid = 9383453 | doi=10.1016/1074-5521(95)90182-5}}</ref> Subsequently, a compromised proteasome complex assembly and function lead to reduced proteolytic activities and the accumulation of damaged or misfolded protein species. Such protein accumulation may contribute to the pathogenesis and phenotypic characteristics in neurodegenerative diseases,<ref>{{cite journal | vauthors = Sulistio YA, Heese K | title = The Ubiquitin-Proteasome System and Molecular Chaperone Deregulation in Alzheimer's Disease | journal = Molecular Neurobiology | date = 2015 | pmid = 25561438 | doi = 10.1007/s12035-014-9063-4 | volume=53 | issue = 2 | pages=905–31}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Ortega Z, Lucas JJ | title = Ubiquitin-proteasome system involvement in Huntington's disease | journal = Frontiers in Molecular Neuroscience | volume = 7 | pages = 77 | date = 2014 | pmid = 25324717 | doi = 10.3389/fnmol.2014.00077 | pmc=4179678}}</ref> cardiovascular diseases,<ref>{{cite journal | vauthors = Sandri M, Robbins J | title = Proteotoxicity: an underappreciated pathology in cardiac disease | journal = Journal of Molecular and Cellular Cardiology | volume = 71 | pages = 3–10 | date = 2014 | pmid = 24380730 | doi = 10.1016/j.yjmcc.2013.12.015 | pmc=4011959}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Drews O, Taegtmeyer H | title = Targeting the ubiquitin-proteasome system in heart disease: the basis for new therapeutic strategies | journal = Antioxidants & Redox Signaling | volume = 21 | issue = 17 | pages = 2322–43 | date = 2014 | pmid = 25133688 | doi = 10.1089/ars.2013.5823 | pmc=4241867}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Wang ZV, Hill JA | title = Protein quality control and metabolism: bidirectional control in the heart | journal = Cell Metabolism | volume = 21 | issue = 2 | pages = 215–26 | date = 2015 | pmid = 25651176 | doi = 10.1016/j.cmet.2015.01.016 | pmc=4317573}}</ref> inflammatory responses and autoimmune diseases,<ref name="Karin M 2000">{{cite journal | vauthors = Karin M, Delhase M | title = The I kappa B kinase (IKK) and NF-kappa B: key elements of proinflammatory signalling | journal = Seminars in Immunology | volume = 12 | issue = 1 | pages = 85–98 | date = 2000 | pmid = 10723801 | doi = 10.1006/smim.2000.0210 }}</ref> and systemic DNA damage responses leading to [[malignancies]].<ref>{{cite journal | vauthors = Ermolaeva MA, Dakhovnik A, Schumacher B | title = Quality control mechanisms in cellular and systemic DNA damage responses | journal = Ageing Research Reviews | date = 2015 | pmid = 25560147 | doi = 10.1016/j.arr.2014.12.009 | volume=23 | issue = Pt A | pages=3–11 | pmc=4886828}}</ref>

Several experimental and clinical studies have indicated that aberrations and deregulations of the UPS contribute to the pathogenesis of several neurodegenerative and myodegenerative disorders, including [[Alzheimer's disease]],<ref>{{cite journal | vauthors = Checler F, da Costa CA, Ancolio K, Chevallier N, Lopez-Perez E, Marambaud P | title = Role of the proteasome in Alzheimer's disease | journal = Biochimica et Biophysica Acta | volume = 1502 | issue = 1 | pages = 133–8 | date = 2000 | pmid = 10899438 | doi=10.1016/s0925-4439(00)00039-9}}</ref> [[Parkinson's disease]]<ref name="ReferenceA">{{cite journal | vauthors = Chung KK, Dawson VL, Dawson TM | title = The role of the ubiquitin-proteasomal pathway in Parkinson's disease and other neurodegenerative disorders | journal = Trends in Neurosciences | volume = 24 | issue = 11 Suppl | pages = S7–14 | date = 2001 | pmid = 11881748 | doi=10.1016/s0166-2236(00)01998-6}}</ref> and [[Pick's disease]],<ref name="ReferenceB">{{cite journal | vauthors = Ikeda K, Akiyama H, Arai T, Ueno H, Tsuchiya K, Kosaka K | title = Morphometrical reappraisal of motor neuron system of Pick's disease and amyotrophic lateral sclerosis with dementia | journal = Acta Neuropathologica | volume = 104 | issue = 1 | pages = 21–8 | date = 2002 | pmid = 12070660 | doi = 10.1007/s00401-001-0513-5 }}</ref> [[amyotrophic lateral sclerosis]] ([[ALS]]),<ref name="ReferenceB"/> [[Huntington's disease]],<ref name="ReferenceA"/> [[Creutzfeldt–Jakob disease]],<ref>{{cite journal | vauthors = Manaka H, Kato T, Kurita K, Katagiri T, Shikama Y, Kujirai K, Kawanami T, Suzuki Y, Nihei K, Sasaki H | title = Marked increase in cerebrospinal fluid ubiquitin in Creutzfeldt–Jakob disease | journal = Neuroscience Letters | volume = 139 | issue = 1 | pages = 47–9 | date = 1992 | pmid = 1328965 | doi=10.1016/0304-3940(92)90854-z}}</ref> and motor neuron diseases, polyglutamine (PolyQ) diseases, [[muscular dystrophies]]<ref>{{cite journal | vauthors = Mathews KD, Moore SA | title = Limb-girdle muscular dystrophy | journal = Current Neurology and Neuroscience Reports | volume = 3 | issue = 1 | pages = 78–85 | date = 2003 | pmid = 12507416 | doi=10.1007/s11910-003-0042-9}}</ref> and several rare forms of neurodegenerative diseases associated with [[dementia]].<ref>{{cite journal | vauthors = Mayer RJ | title = From neurodegeneration to neurohomeostasis: the role of ubiquitin | journal = Drug News & Perspectives | volume = 16 | issue = 2 | pages = 103–8 | date = 2003 | pmid = 12792671 | doi=10.1358/dnp.2003.16.2.829327}}</ref> As part of the Ubiquitin-Proteasome System (UPS), the proteasome maintains cardiac protein homeostasis and thus plays a significant role in cardiac [[ischemic]] injury,<ref>{{cite journal | vauthors = Calise J, Powell SR | title = The ubiquitin proteasome system and myocardial ischemia | journal = American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology | volume = 304 | issue = 3 | pages = H337–49 | date = 2013 | pmid = 23220331 | pmc = 3774499 | doi = 10.1152/ajpheart.00604.2012 }}</ref> [[ventricular hypertrophy]]<ref>{{cite journal | vauthors = Predmore JM, Wang P, Davis F, Bartolone S, Westfall MV, Dyke DB, Pagani F, Powell SR, Day SM | title = Ubiquitin proteasome dysfunction in human hypertrophic and dilated cardiomyopathies | journal = Circulation | volume = 121 | issue = 8 | pages = 997–1004 | date = 2010 | pmid = 20159828 | pmc = 2857348 | doi = 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.904557 }}</ref> and [[heart failure]].<ref>{{cite journal | vauthors = Powell SR | title = The ubiquitin-proteasome system in cardiac physiology and pathology | journal = American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology | volume = 291 | issue = 1 | pages = H1–H19 | date = 2006 | pmid = 16501026 | doi = 10.1152/ajpheart.00062.2006 }}</ref> Additionally, evidence is accumulating that the UPS plays an essential role in malignant transformation. UPS proteolysis plays a major role in responses of cancer cells to stimulatory signals that are critical for the development of cancer. Accordingly, gene expression by degradation of [[transcription factors]], such as [[p53]], [[c-Jun]], [[c-Fos]], [[NF-κB]], [[c-Myc]], HIF-1α, MATα2, [[STAT3]], sterol-regulated element-binding proteins and [[androgen receptors]] are all controlled by the UPS and thus involved in the development of various malignancies.<ref>{{cite journal | vauthors = Adams J | title = Potential for proteasome inhibition in the treatment of cancer | journal = Drug Discovery Today | volume = 8 | issue = 7 | pages = 307–15 | date = 2003 | pmid = 12654543 | doi=10.1016/s1359-6446(03)02647-3}}</ref> Moreover, the UPS regulates the degradation of tumor suppressor gene products such as [[adenomatous polyposis coli]] ([[adenomatous polyposis coli|APC]]) in colorectal cancer, [[retinoblastoma]] (Rb). and [[von Hippel-Lindau tumor suppressor]] (VHL), as well as a number of [[proto-oncogenes]] ([[Raf kinase|Raf]], [[Myc]], [[MYB (gene)|Myb]], [[NF-κB|Rel]], [[Src (gene)|Src]], [[MOS (gene)|Mos]], [[Abl (gene)|Abl]]). The UPS is also involved in the regulation of inflammatory responses. This activity is usually attributed to the role of proteasomes in the activation of NF-κB which further regulates the expression of pro inflammatory [[cytokines]] such as [[TNF-α]], IL-β, [[Interleukin 8|IL-8]], [[adhesion molecules]] ([[ICAM-1]], [[VCAM-1]], [[P-selectin]]) and [[prostaglandins]] and [[nitric oxide]] (NO).<ref name="Karin M 2000"/> Additionally, the UPS also plays a role in inflammatory responses as regulators of leukocyte proliferation, mainly through proteolysis of cyclines and the degradation of [[Cyclin-dependent kinase|CDK]] inhibitors.<ref>{{cite journal | vauthors = Ben-Neriah Y | title = Regulatory functions of ubiquitination in the immune system | journal = Nature Immunology | volume = 3 | issue = 1 | pages = 20–6 | date = 2002 | pmid = 11753406 | doi = 10.1038/ni0102-20 }}</ref> Lastly, [[autoimmune disease]] patients with [[Systemic lupus erythematosus|SLE]], [[Sjogren's syndrome]] and [[rheumatoid arthritis]] (RA) predominantly exhibit circulating proteasomes which can be applied as clinical biomarkers.<ref>{{cite journal | vauthors = Egerer K, Kuckelkorn U, Rudolph PE, Rückert JC, Dörner T, Burmester GR, Kloetzel PM, Feist E | title = Circulating proteasomes are markers of cell damage and immunologic activity in autoimmune diseases | journal = The Journal of Rheumatology | volume = 29 | issue = 10 | pages = 2045–52 | date = 2002 | pmid = 12375310 }}</ref>


== Vidi još ==
== Vidi još ==
Ред 140: Ред 173:
* {{cite journal |last1=Adams |first1=J |title=Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Irwin Rose |journal=Cell Death and Differentiation |volume=12 |issue=9 |pages=1162–6 |year=2005 |pmid=16094392 |doi=10.1038/sj.cdd.4401700}}
* {{cite journal |last1=Adams |first1=J |title=Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Irwin Rose |journal=Cell Death and Differentiation |volume=12 |issue=9 |pages=1162–6 |year=2005 |pmid=16094392 |doi=10.1038/sj.cdd.4401700}}
* {{cite journal |pmid=17979756 |last1=Cvek |year=2007 |first1=B |pages=3155–67 |issue=30 |volume=13 |last2=Dvorak |journal=Current pharmaceutical design |first2=Z |title=Targeting of nuclear factor-kappaB and proteasome by dithiocarbamate complexes with metals |url=http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?CPD/2007/00000013/00000030/0010B.SGM |doi=10.2174/138161207782110390 |access-date=25. 08. 2018 |archive-url=https://archive.is/20120729184749/http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?CPD/2007/00000013/00000030/0010B.SGM |archive-date=29. 07. 2012 |dead-url=yes |df= }}
* {{cite journal |pmid=17979756 |last1=Cvek |year=2007 |first1=B |pages=3155–67 |issue=30 |volume=13 |last2=Dvorak |journal=Current pharmaceutical design |first2=Z |title=Targeting of nuclear factor-kappaB and proteasome by dithiocarbamate complexes with metals |url=http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?CPD/2007/00000013/00000030/0010B.SGM |doi=10.2174/138161207782110390 |access-date=25. 08. 2018 |archive-url=https://archive.is/20120729184749/http://www.benthamdirect.org/pages/content.php?CPD/2007/00000013/00000030/0010B.SGM |archive-date=29. 07. 2012 |dead-url=yes |df= }}
* {{Cite book |ref= harv|vauthors=Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J |title=Molecular cell biology |publisher=W.H. Freeman and CO |location=New York |year=2004 |pages=66–72 |edition=5th |chapter=3 |id=ISBN 0-7167-4366-3 |oclc= |doi= |accessdate=}}
* {{Cite book |ref= harv|vauthors=Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J |title=Molecular cell biology |publisher=W.H. Freeman and CO |location=New York |year=2004 |pages=66–72 |edition=5th |chapter=3 |id=ISBN 0-7167-4366-3 |oclc= |doi= }}
{{refend}}
{{refend}}


Ред 150: Ред 183:
{{Proteinske teme-lat}}
{{Proteinske teme-lat}}
{{Authority control-lat}}
{{Authority control-lat}}
{{Portal bar-lat|Molekularna i ćelijska biologija}}


[[Категорија:Протеини]]
[[Категорија:Протеини]]

Верзија на датум 7. септембар 2019. у 20:46

Proteazom. Aktivna mesta su unutar cevi (plavo). Kape (crveno; u ovom slučaju, 11S regulatorni molekuli) na krajevima regulišu ulaz u komoru za destrukciju, u kojoj dolazi do razgradnje proteina
Pogled na od gore na proteazom

Proteazomi su proteinski kompleksi prisutni kod svih eukariota i archaea, i kod nekih bakterija. Kod eukariota, oni se nalaze u jedru i citoplazmi.[1] Glavna funkcija proteazoma je razgradnja nepotrebnih ili oštećenih proteina putem proteolize, hemijske reakcije kojom se razlažu peptidne veze. Enzimi koji izvode ovu reakcije se zovu proteaze. Proteazomi su deo velikog mehanizma kojim ćelije regulišu koncentraciju pojedinih proteina i razgrađuju nepravilno savijene proteine. Proces degradacije proizvodi peptide sa oko sedam do osam aminokiselina, koji se zatim dalje razrađuju u aminokiseline i koriste u sintezi novih proteina.[2] Proteini se obeležavaju za degradaciju malim proteinom zvanim ubikvitin. Reakcija obeležavanja je katalizovana enzimima ubikvitinskim ligazama. Vezivanje jednog ubikvitina na protein je signal drugim ligazama da vežu dodatne molekule ubikvitina. Rezultat je poliubikvitinski lanac za koji se vezuje proteazom, čime se omogućava degradacija ciljnog proteina.[2]

Po strukturi, proteazom je cilindrični kompleks koji sadrži „jezgro” od četiri naslagana prstena koji čine središnju poru. Svaki prsten sačinjen je od sedam pojedinačnih proteina. Unutrašnja dva prstena napravljena su od sedam β podjedinica koje sadrže tri do sedam aktivnih mesta proteaze. Ta mesta nalaze se na unutrašnjoj površini prstenova, tako da ciljni protein mora da uđe u centralnu pora pre nego što se razgradi. Svaka dva spoljna prstena sadrže sedam α podjedinica čija je funkcija održavanje „kapije” kroz koju proteini ulaze u barel. Ove α podjedinice su kontrolisane vezivanjem za „zaklapajuće” strukture ili regulatorne čestice koje prepoznaju poliubikvitinske oznake vezane za proteinske supstrate i pokreću proces razgradnje. Celokupni sistem ubikvitacije i proteazomske razgradnje poznat je pod nazivom ubikvitin-proteazomski sistem.[3]

Put proteazomske razgradnje je važan za mnoge ćelijske procese, uključujući ćelijski ciklus, regulaciju ekspresije gena i response na oksidativni stres. Važnost proteolitičke razgradnje unutar ćelija i uloge ubikvitina u proteolitičkim putevima bila je naglašena dodeljivanjem Nobelove nagrade za hemiju 2004. godine Aronu Čihanoveru, Avramu Heršku i Irvinu Rouzu.[4]

Otkriće

Pre otkrića ubikvitinskog proteazomnog sistema, smatralo se da se razgradnja proteina u ćelijama uglavnom oslanja na lizozome, organele vezane za membranu sa kiselim i proteaznim unutrašnjostima, koje mogu da razgrade i potom recikliraju egzogene proteine i stare ili oštećene organele.[2] Međutim, rad Džozefa Etlingera i Alfreda Goldberga iz 1977. godine na ATP-zavisnoj razgradnji proteina u retikulocitima, kojima nedostaju lizozomi, sugerisao je prisustvo drugog mehanizma unutarćelijske degradacije.[5] Za taj proteinski sistem je pokazano 1978. godine da je sačinjen od nekoliko različitih lanca proteina, što je bila novina među proteazama u to vreme.[6] Kasniji rad na modifikaciji histona doveo je do identifikacije neočekivane kovalentne modifikacije proteina histona vezom između lizinskog bočnog lanca histona i C-terminusnog glicinskog ostatka ubikvitina, proteina koji nije imao poznatu funkciju.[7] Zatim je otkriveno da je prethodno identifikovani protein povezan sa proteolitičkom razgradnjom, poznat kao faktor proteolize 1 zavisan od ATP-a (APF-1), isti protein kao i ubikvitin.[8] Proteolitičke aktivnosti ovog sistema izolovane su kao multiproteinski kompleks koji su Šervin Vilk i Marion Orlovski nazvali multikatalitičkim proteinaznim kompleksom.[9] Kasnije je otkriven ATP-zavisni proteolitički kompleks koji je odgovoran za razgradnju proteina zavisnih od ubikvitina i nazvan je 26S proteazom.[10][11]

Veliki deo ranog rada koji je doveo do otkrića ubikvitin proteazomnog sistema odvio se krajem 1970-ih i početkom 1980-ih u Tehnionu u laboratoriji Avrama Herška, gde je Aron Čihanover radio kao postdiplomski student. Herškovo jednogodišnje gostovanje u laboratoriji Irvina Rouza u Foks Čejsovom centru za kancer pružilo je ključne konceptualne spoznaje, mada je Rouz kasnije umanjivao svoju ulogu u otkriću.[12] Njih troje su podelili Nobelovu nagradu za hemiju 2004. godine za njihov rad na otkrivanju ovog sistema.[4]

Elektronsko mikroskopski podaci koji su otkrili prstenastu strukturu naslaganih prstenova proteazoma postali su dostupni sredinom 1980-ih,[13] dok je prva struktura jezgrenog dela proteazoma rešena pomoću rendgenske kristalografije 1994. godine.[14]

Struktura i organizacija

Shematski dijagram dela jezgra proteazoma 20S gledan sa strane. α podjedinice koje čine spoljna dva prstena prikazane su zelenom bojom, a β podjedinice koje čine unutrašnja dva prstena prikazane su plavom bojom.

Proteazomske podkomponente često se nazivaju po njihovim Svedbergovim koeficijentima sedimentacije (označenim sa S). Proteazom koji se isključivo koristi kod sisara je citosolni 26S proteasom, koji ima molekulsku masu od oko 2000 kilodaltona (kDa) i sadrži jednu 20S proteinsku podjedinicu i dve 19S regulatorne podjedinice. Jezgro je šuplje i pruža zatvorenu šupljinu u kojoj se proteini razgrađuju; otvori na dva kraja jezgra omogućavaju ulazak ciljnog proteina. Svaki kraj jezgra je udružen sa 19S regulatornom podjedinicom koja sadrži više aktivnih mesta ATPaze i mesta vezanja ubikvitina. Ta struktura prepoznaje poliubikvitinirane proteine i prenosi ih u katalitičko jezgro.[15] Jedan alternativni oblik regulatorne podjedinice, koji se naziva 11S deo, može se povezati s jezgrom na isti način kao i 19S deo. Deo 11S može da igra ulogu u razgradnji stranih peptida, kao što su oni koji nastaju nakon infekcije virusa.[16]

20S deo jezgra

Broj i raznolikost podjedinica sadržanih u 20S jezgrenim delovima zavisi od organizma; broj različitih i specijalizovanih podjedinica je veći u višećelijskim nego u jednoćelijskim organizmima, i veći je kod eukariota nego kod prokariota. Svi 20S delovi se sastoje od četiri složene heptamerne prstenaste strukture koje su same sastavljene od dve različite vrste podjedinica; α podjedinice su strukturne prirode, dok su β podjedinice pretežno katalitičke. α podjedinice su pseudoenzimi koji su homologni β podjedinicama. One su skolopljene sa svojim N-terminusima u blizini onih sa β podjedinica.[17] Spoljašnja dva prstena u snopu se sastoje od sedam α podjedinica koje služe kao domeni za pozicioniranje regulatornih delova, a alfa podjedinični N-terminusi (Pfam PF10584) formiraju kapije koja blokiraju neregulisani pristup supstrata unutrašnjosti šupljine.[18] Unutarnja dva prstena sastoje se od sedam β podjedinica svaki i u njihovim N-terminusima su sadržana aktivna mesta proteaze koja izvode reakcije proteolize.[19] U pročišćenom kompleksu su identifikovane tri različite katalitičke aktivnosti: hidroliza slična himotripsinu, tripsinu i peptidilglutamil-peptidu.[20] Veličina proteazoma je relativno konzervina i iznosi oko 150 angstrema (Å) sa 115 Å. Unutrašnja komora je široka najviše 53 Å, dok ulaz može biti uzak sa samo 13 Å, što ukazuje na to da se proteini supstrata moraju barem delimično razvući da bi se ušli.[21]

U arhejama kao što je Thermoplasma acidophilum, sve α i sve β podjedinice su identične, dok eukariotski proteazomi poput onih u kvascu sadrže sedam različitih vrsta svake podjedinice. Kod sisara su podjedinice β1, β2 i β5 katalitičke; iako imaju zajednički mehanizam, one imaju tri različite supstratne specifičnosti koje se smatraju sličnim himotripsinu i tripsinu, kao i peptidil-glutamil peptidnoj hidrolizi (PHGH).[22] Alternativni β oblici, koji su označeni sa β1i, β2i i β5i, mogu biti izraženi u hematopoetskim ćelijama kao odgovor na izloženost proinflamatornim signalima, kao što su citokini, naročito interferonu gama. Proteazom sastavljen sa ovim alternativnim podjedinicama poznat je pod nazivom imunoproteazom, i njegova je specifičnost supstrata izmenjena u odnosu na normalan proteazom.[21] Nedavno je identifikovan alternativni proteazom u ljudskim ćelijama kojima nedostaje α3 podjedinica jezgra.[23] Ovi proteazomi (poznati kao α4-α4 proteazomi) umesto toga formiraju 20S delove jezgra koje sadrže dodatnu α4 podjedinicu umesto nedostajuće α3 podjedinice. Za ove alternativne 'a4-a4' proteazome je ranije bilo poznato da postoje u kvascu.[24] Iako je precizna funkcija ovih proteazomskih izoformi još uvek u velikoj meri nepoznata, ćelije koje izražavaju te proteazome pokazuju pojačanu otpornost na toksičnost indukovanu metalnim jonima, poput kadmijuma.[23][25]

19S regulatorni deo

Deo 19S se kod eukariota sastoji se od 19 pojedinačnih proteina i deli se na dva podsklopa, bazu sa 9 podjedinica koja se veže direktno na α prsten jezgrenog dela 20S i poklopac sa 10 podjedinica. Šest od devet proteina baze su ATPazne podjedinice iz porodice AAA, a evolucijski homolog ovih ATPaza postoji kod arheja, koji se naziva PAN (nukleotidaza koja aktivira proteazom).[26] Asocijacija 19S i 20S delova zahteva vezanje ATP-a na podjedinice ATPaze 19S, i neophodna je hidroliza ATP da bi sastavljeni kompleks razgradio sklopljene i ubikvitinisane proteine. Jedino korak rasklapanja supstrata zahteva energiju ATP hidrolize, dok samo vezanje ATP-a može da podržava sve ostale korake potrebne za razgradnju proteina (npr. sklapanje kompleksa, otvaranje kapija, translokacija i proteoliza).[27][28] Zapravo, vezanje ATP-a na ATPaze samo po sebi podržava brzu razgradnju nesklopljenih proteina. Međutim, iako je potrebna hidroliza ATP-a samo za rasklapanje, još nije jasno da li se ta energija možda koristiti u sprezanju nekih od ovih koraka.[28][29]

Prikaz 26S proteazoma.[30]

Godine 2012, dva nezavisna napora rasvetlila su molekularnu arhitekturu 26S proteazoma elektronskim mikroskopijom sa jednom česticom.[31][32] Tokom 2016. godine, tri nezavisna napora utvrdila su prvu strukturu u skoro atomskoj rezoluciji ljudskog 26S proteazoma u odsustvu supstrata primenom krio-EM.[33][34][35] U 2018. godini, nakon velikih napora su utvrđeni detaljni mehanizmi deubikvitacije, inicijacije translokacije i procesivnog rasklapanja supstrata, simultanim određivanjem sedam atomskih struktura 26S proteazoma tokom delovanja na supstrat.[15] U srcu 19S-a, neposredno pored 20S-a, nalaze se AAA-ATPaze (AAA proteini) koji se formiraju u heteroheksamerni prsten reda Rpt1/Rpt2/Rpt6/Rpt3/Rpt4/Rpt5. Ovaj prsten je trimer dimera: Rpt1/Rpt2, Rpt6/Rpt3 i Rpt4/Rpt5 se dimerizuju preko njihovih namotanih zavojnica N-terminusa. Ove namotane zavojnice strše iz heksamernog prstena. Najveće regulatorne čestice, ne-ATPaze Rpn1 i Rpn2, vezuju se za vrhove Rpt1/2 i Rpt6/3, respektivno. Ubikvitinski receptor Rpn13 se vezuje za Rpn2 i dovršava bazni potkompleks. Poklopac pokriva polovinu AAA-ATPaze heksamera (Rpt6/Rpt3/Rpt4) i neočekivano direktno je u kontaktu sa 20S preko Rpn6 i u manjem obimu sa Rpn5. Podjedinice Rpn9, Rpn5, Rpn6, Rpn7, Rpn3 i Rpn12, koje su strukturno povezane između sebe i podjedinicama COP9 kompleksa i eIF3 (stoga se nazivaju PCI podjedinice) sastavljaju se u konstrukciju sličnu potkovici koja obuhvata Rpn8/Rpn11 heterodimer. Rpn11, deubikinirajući enzim, smešta se na ulazu AAA-ATPaznog heksamera, idealno je postavljen za uklanjanje ubikvitinskih delova neposredno pre translokacije supstrata u 20S. Drugi ubikvitinski receptor identifikovan do danas, Rpn10, smešten je na obodu poklopca, u blizini podjedinica Rpn8 i Rpn9.

Konformacione promene 19S dela

Uočena je 19S regulatorna čestica unutar 26S proteazomskog holoenzima u šest znatno različitih konformacijskih stanja u odsustvu supstrata.[36][37] Prepoznatljivo svojstvo konfiguracije AAA-ATPaze u ovom preovlađujućem stanju niske energije je raspored AAA domena nalik na stepenice.[30][31] U prisustvu ATP-a kad je supstrat odsutan, 19S poprima manje zastupljene konfomracije koje se privenstveno razlikuju u poziciji poklopca u odnosu na AAA-ATPazni modul.[33][37] U prisustvu ATP-gS ili supstrata primećeno je znatno više konformacija koje pokazuju dramatične strukturne promene AAA-ATPaznog modula.[15][36][38][39] Neke konformacija sa vezanim supstratom imaju veliku sličnost sa onima bez supstrata, ali nisu potpuno identične, posebno u modulu AAA-ATPaze.[15][36] Pre sklapanja 26S, regulatorna čestica 19S u slobodnom obliku takođe je primećena u sedam konformacijskih stanja.[40] Svi ti konformeri su donekle drugačiji i imaju različite karakteristike. Tako, regulaciona čestica 19S može da poprimi najmanje 20 konformacijskih stanja pod različitim fiziološkim uslovima.

Tri različita konformaciona stanja proteazoma 26S.[37] Pretpostavlja se da su konformacije odgovorne za regrutaciju supstrata, njegov nepovratni ulazak, i konačno obradu i translokaciju u jezgreni deo, gde dolazi do degradacije.

Regulacija 20S pomoću 19S dela

Regulatorna čestica 19S odgovorna je za podsticanje 20S na razgradnju proteina. Primarna funkcija regulatornih ATPaza 19S je otvaranje kapije u 20S koja blokira ulazak supstrata u komoru za razgradnju.[41] Nedavno je rasvetljen mehanizam kojim proteazomalna ATPaza otvara ovu kapiju.[18] Za otvaranje 20S vrata i time degradaciju supstrata neophodni su C-termisi proteazomalnih ATPaza, koji sadrže specifičan motiv (tj. HbYX motiv). ATPazni C-terminusi se vežu u otvore u vrhu 20S, i pretvaju ATPazni kompleks u 20S proteolitički kompleks, spajajući na taj način deo za rasklapanje supstrata sa 20S razgradnom mašinom. Vezivanje ovih C-terminusa u ove otvore na 20S samo po sebi podstiče otvaranje kapije u 20S-u na isti način na koji „ključ u bravi” otvara vrata.[18] Precizan način funkcionisanja ovog mehanizma „ključa i brave” je strukturno rasvetljen u kontekstu ljudskog 26S proteazoma do blizu atomske rezolucije, i iz toga proizilazi da je umetanje pet C-terminusa ATPaznih podjedinica Rpt1/2/3/5/6 u otvore na površini 20S neophodno za potpuno otvaranje 20S kapije.[36][15][33]

Drugi regulatorni delovi

20S proteazomi se takođe mogu povezati sa drugom vrstom regulatorne čestice, 11S regulatornom česticom, heptamernom strukturom koja ne sadrži ATPaze i može da promoviše razgradnju kratkih peptida, ali ne i kompletnih proteina. Pretpostavlja se da je to zbog toga što kompleks ne može da rasklopi veće supstrate. Ova struktura je takođe poznata kao PA28, REG ili PA26.[17] Mehanizmi pomoću kojih se on veže za jezgro čestica kroz C-terminalne repove svojih podjedinica i indukuje promene konformacija α-prstena za otvaranje kapije 20S sugerirašu sličan mehanizam za česticu 19S.[42] Izražavanje 11S čestice je indukovano interferonom gama i odgovorno je, zajedno sa imunoproteazomskom β podjedinicama, za stvaranje peptida koji se vežu za glavni kompleks histokompatibilnosti.[16]

Još jedan tip ne-ATPaznih regulatornih čestica je Blm10 (kvasac) ili PA200/PSME4 (čovek). On otvara se samo jednu α podjedinicu u kapiji 20S i sam se sklapa u kupolu s vrlo malom porom na vrhu.[17]

Konstrukcija

Sastavljanje proteasoma je složen proces zbog broja podjedinica koje se moraju povezati da bi se formirao aktivni kompleks. β podedinice su sintetisane sa N-terminalnim „propeptidima” koji su post-translaciono modifikovani tokom sastavljanja 20S čestice kako bi se izložilo aktivno proteolitičko mesto. Čestica 20S sastavljena je iz dva poluproteazoma, od kojih se svaki sastoji od sedmočlanog pro-β prstena pričvršćenog na sedmočlani α prsten. Associjacija β-prstenova dva poluproteazoma pokreće autolizu propeptida zavisnu od treonina, kako bi se izložilo aktivno mesto. Ove β interakcije posreduju uglavnom soni mostovi i hidrofobne interakcije između sačuvanih alfa heliksa čiji poremećaj mutacijom onemogućava sposobnost sklapanja proteazoma.[43] Sastavljanje poluprotezoma započinje sastavljanjem α podjedinica u njihov heptamerni prsten, tvoreći šablon za pridruživanje odgovarajućeg pro-β prstena. Sklop α podjedinica nije okarakterisan.[44]

Tek nedavno je proces sastavljanja regulatorne čestice 19S u velikoj meri rasvetljen. Regulatorna čestica 19S formira se kao dve zasebne potkomponente, baza i poklopac. Sastavljanje osnovnog kompleksa je omogućeno pomoću četiri montažna šaperona, Hsm3/S5b, Nas2/p27, Rpn14/PAAF1 i Nas6/gankirin (imena za kvasac/sisare).[45] Ovi montažni šaperoni se vezuju za podjedinice AAA-ATPaze i izgleda da je njihova glavna funkcija obezbeđivanje pravilnog sklapanja heteroheksamernog AAA-ATPaznog prstena. Do danas se još vode rasprave da li se osnovni kompleks sastavlja odvojeno, da li je sklapanje posredovano osnovnom česticom 20S kao šablonom, ili postoje alternativni putevi montaže. Pored četiri montažna šaperona, deubikvitacioni enzim Ubp6/Usp14 takođe pospešuje konstruisanje baze, ali nije esencijalan.[46] Poklopac se sastavlja odvojeno specifičnim redosledom i ne zahteva montažne šaperone.[47]

Proces proteinske degradacije

Ubikvitinacija i ciljanje

Proteini su ciljani za razgradnju proteazomom putem kovalentne modifikacije lizinskog ostatka koja zahteva koordinirane reakcije tri enzima. U prvom koraku enzim koji aktivira ubikvitin (poznat kao E1) hidrolizuje ATP i adinililuje molekul ubikvitina. Zatim se to prenosi do cisteinskog ostatka aktivnog mesta E1 u kombinaciji sa adenililacijom drugog ubikvitina.[48] Ovaj adililirani ubikvitin se zatim prenosi na cistein drugog enzima, ubikvitin-konjugirajućeg enzima (E2). U poslednjem koraku, član visoko raznovrsne klase enzima poznatih kao ubikvitinske ligaze (E3) prepoznaje specifični protein koji treba da bude ubikvitiran i katalizuje prenos ubikvitina iz E2 na taj ciljni protein. Ciljni protein mora biti obeležen sa najmanje četiri monomera ubikvitina (u obliku poliubikvitinskog lanca) pre nego što ga poklopac proteazoma može prepoznati.[49] Stoga E3 ovom sistemu daje supstratnu specifičnost.[50] Broj izraženih proteina E1, E2 i E3 zavisi od organizma i ćelijskog tipa. Kod ljudi je prisutno mnogo različitih E3 enzima, što ukazuje na to da postoji ogroman broj meta za ubikvitin proteazomski sistem.

Mehanizam kojim se poliubikvitinirani protein cilja do proteazoma nije u potpunosti razjašnjen. Nekoliko snimaka visoke rezolucije proteazoma vezanog za polubikvitinirani protein sugeriše da receptori ubikvitina mogu biti koordinirani sa deubikvitinazom Rpn11 za početno ciljanje i angažovanje supstrata.[15] Proteini ubikvitinskog receptora imaju N-terminalni domen sličan ubikvitinu (UBL) i jedan ili više domena povezanih sa ubikvitinom (UBA). UBL domene prepoznaju 19S proteazomne kape, i UBA domeni vezuju ubikvitin preko triheliksnog snopa. Ovi receptorski proteini mogu da prate poliubikvitinirane proteine do proteazoma, mada su specifičnosti ove interakcije i njena regulacija nejasni.[51]

Sam protein ubikvitin dugačak je 76 aminokiselina i dobio je ime po svojoj sveprisutnoj prirodi, jer ima visoko očuvanu sekvencu i nalazi se u svim poznatim eukariotskim organizmima.[52] Geni koji kodiraju ubikvitin u eukariotama su raspoređeni u tandemskim ponavljanjima, verovatno zbog velike transkripcione potražnje za ovim genom da se proizvede dovoljno ubikvitina za ćeliju. Predloženo je da je ubikvitin najsporije evoluirajući protein identifikovan do danas.[53] Ubikvitin sadrži sedam ostataka lizina na koje se može ligirati drugi ubikvitin, što rezultira različitim tipovima poliubikvitinskih lanaca.[54] Lanci u kojima je svaki dodatni ubikvitin povezan sa lizinom 48 prethodnog ubikvitina imaju ulogu u proteazomskom ciljanju, dok druge vrste lanaca mogu biti uključene u druge procese.[55][56]

Put ubikvitinacije

Rasklapanje i translokacija

Nakon što je protein ubikvitiniran, prepoznaje ga 19S regulatorna čestica u koraku vezivanja koji zavisi od ATP vezivanja.[15][28] Supstratni protein tada mora da uđe u unutrašnjost 20S čestice da bi došao u kontakt sa proteolitičkim aktivnim mestima. Pošto je središnji kanal čestice 20S sužen i zatvoren N-terminalnim repovima podjedinica α prstena, supstrat mora da poprimi delimično razvijenu konformaciju pre nego što uđu u jezgro.[15] Prelazak nerasklopljenog supstrata u jezgro naziva se translokacija i nužno se dešava nakon deubikvitacije.[15][28] Međutim, još uvek nije jasan redosled u kojem supstrati bivaju deubikvitirani i rasklopljeni.[57] Koji od ovih procesa je korak ograničavanja brzine u celokupnoj reakciji proteolize zavisi od specifičnog supstrata; za neke proteine proces rasklapanja ograničava brzinu, dok je deubikvitacija najsporiji korak za druge proteine.[27] Smatra se da mera u kojoj se supstrati moraju rasklopiti pre translokacije iznosi oko 20 aminokiselinskih ostataka po atomskoj strukturi 26S proteazoma u stanju kompatibilnom s deubikvitacijom,[15] mada je znatna tercijarna struktura, a posebno nelokalne interakcije kao što su disulfidne veze, mogu da budu dovoljne da se inhibira razgradnja.[58] Takođe je predloženo da prisustvo intrinzično neuređenih proteinskih segmenata dovoljne veličine, bilo na kraju proteina ili u unutrašnjosti, može da olakša efikasno započinjanje razgradnje.[59][60]

Kapija formirana od α podjedinica sprečava da peptidi duži od oko četiri ostatka uđu u unutrašnjost 20S čestice. ATP molekuli vezani pre inicijalnog koraka prepoznavanja se hidroliziraju pre translokacije. Dok je energija potrebna za rasklapanje supstrata, ona nije neophodna za translokaciju.[27][28] Formirani 26S proteazom može da razgradi rasklopljene proteine u prisustvu ATP analoga koji se ne hidrolizuje, ali ne može da razgradi sklopljene proteine, što ukazuje da se energija iz hidrolize ATP koristi za rasklapanje supstrata.[27] Do prolaska nerasklopljenog supstrata kroz otvorenu kapiju dolazi putem olakšane difuzije, ako je 19S kapa u stanju vezanom za ATP.[61]

Mehanizam za rasklapanje globularnih proteina je nužno generalan, ali donekle zavisi i od aminokiselinskog niza. Pokazano je da duge sekvence naizmeničnog glicina i alanina inhibiraju rasklapanje supstrata, smanjujući efikasnost proteazomske razgradnje. To rezultira oslobađanjem delimično razgrađenih nusprodukata, verovatno usled rasparivanja hidrolize ATP i koraka rasklapanja.[62] Takva glicin-alaninska ponavljanja se takođe mogu naći u prirodi, na primer u svilenom fibroinu. Specifično, određeni genski proizvodi Epštajn-Barovog virusa koji sadrže ovu sekvencu mogu da zaustave proteazom, pomažući virusu da se razmnoži sprečavanjem prezentacije antigena na glavnom kompleksu histokompatibilnosti.[63]

Pogled na isečak čestice proteazomskog 20S jezgra na kome su prikazane lokacije aktivnih mesta. α podjedinice su predstavljene kao zelene sfere, a β podjedinice kao proteinske osnove obojene po pojedinačnom polipeptidnom lancu. Male ružičaste sfere predstavljaju lokacije ostataka treonina na aktivnom mestu u svakoj podjedinici. Svetlo plave hemijske strukture su inhibitor bortezomib vezan na aktivna mesta.

Proteoliza

Mehanizam proteolize pomoću β podjedinica 20S jezgra čestice se odvija putem nukleofilnog napada zavisnog od treonina. Ovaj mehanizam može da zavisi od pridruženog molekula vode za deprotonovanje reaktivnog treoninskog hidroksila. Degradacija se odvija u centralnoj komori formiranoj udruživanjem dva β prstena i obično se ne oslobađaju delimično razgrađeni proizvodi, već se supstrat usitnjava na kratke polipeptide, tipično 7–9 ostataka duge, mada oni mogu biti u opsegu od 4 do 25 ostataka, zavisno od organizma i supstrata. Biohemijski mehanizam koji određuje dužinu proizvoda nije u potpunosti okarakterisan.[64] Iako tri katalitičke β podjedinice imaju zajednički mehanizam, one imaju nešto drugačije specifičnosti supstrata, koje se smatraju sličnim hemotripsinu, tripsinu i peptidil-glutamil-peptid-hidrolizi (PHGH). Ove varijacije specifičnosti rezultat su međusobnih kontakata sa lokalnim ostacima u blizini aktivnih mesta svake podjedinice. Svaka katalitička β podjedinica takođe poseduje konzervirani ostatak lizina koji je neophodan za proteolizu.[22]

Iako proteazom obično proizvodi vrlo kratke fragmente peptida, u nekim slučajevima ovi proizvodi su i biološki aktivni i funkcionalni molekuli. Određeni transkripcioni faktori koji regulišu ekspresiju specifičnih gena, uključujući jednu komponentu sisarskog kompleksa NF-κB, sintetišu se kao neaktivni prekurzori čijom se ubikvitacijom i naknadnom proteazomskom razgradnjom formira aktivna forma. Takva aktivnost zahteva da proteazom preseče unutrašnjost supstratnog proteina, a ne da ga progresivno razgrađuje sa jednog kraja. Smatra se da duge petlje na površinama ovih proteina služe kao proteazomalni supstrati i da ulaze u centralnu šupljinu, dok veći deo proteina ostaje izvan.[65] Slični efekti primećeni su kod kvašćanih proteina; ovaj mehanizam selektivne razgradnje poznat je kao regulirana obrada zavisna od ubikvitina/proteazoma (RUP).[66]

Degradacija nezavisna od ubikvitina

Iako većina proteazomalnih supstrata mora da bude ubikvitinirana, pre nego što se razgrade, postoje izuzeci od ovog opšteg pravila, posebno kada proteazom igra normalnu ulogu u posttranslacijskoj obradi proteina. Proteazomalna aktivacija NF-kB preradom p105 u p50 internom proteolizom je jedan od glavnih primera.[65] Neki proteini za koje je hipotetizirano da su nestabilni zbog intrinstično nestrukturiranih regiona,[67] razgrađuju se na način koji je nezavisan od ubikvitina. Najpoznatiji primer proteazomnog supstrata nezavisnog od ubikvitina je enzim ornitin dekarboksilaza.[68] Prijavljeni su i mehanizmi nezavisni od ubikvitina koji ciljaju ključne regulatore ćelijskog ciklusa, kao što je p53, iako je p53 takođe podložan degradaciji koja zavisi od ubikvitina.[69] Konačno, strukturno abnormalni, pogrešno sklopljeni ili visoko oksidovani proteini takođe su podložni degradaciji nezavisnoj od ubikvitina i 19S-nezavisnoj degradaciji u uslovima ćelijskog stresa.[70]

Evolucija

Sastavljeni kompleks hslV (plavo) i hslU (crveno) iz E. coli. Smatra se da ovaj kompleks proteina toplotnog udara podseća na pretka modernog proteazoma.

Proteazom 20S je sveprisutan i esencijalan kod eukariota. Neki prokarioti, uključujući mnoge arheje i bakterijski red Actinomycetales, takođe imaju homologe 20S proteazoma, dok većina bakterija poseduje gene toplotnog udara hslV i hslU, čiji su genski proizvodi multimerna proteaza raspoređena u dvoslojnom prstenu i ATPaza.[71] Pretpostavlja se da je protein hslV sličan mogućem pretku 20S proteazoma.[72] Generalno, HslV nije esencijalan u bakterijama i nemaju ga sve bakterije, dok neki protisti poseduju 20S i hslV sisteme.[71] Mnoge bakterije takođe poseduju druge homologe proteazoma i pridružene ATPaze, ponajviše ClpP i ClpX. Ova redundantnost objašnjava zašto HslUV sistem nije esencijalan.

Analiza redosleda sekvenci sugeriše da su se katalitičke β podjedinice razišle ranije u evoluciji od pretežno strukturnih α podjedinica. U bakterijama koje izražavaju 20S proteazom, β podjedinice imaju visok nivo sekventne identičnosti sa arhejskim i eukariotskim β podjedinicama, dok je nivo identičnosti α sekvenci mnogo niži. Prisustvo 20S proteazoma u bakterijama može biti rezultat lateralnog prenosa gena, dok se diverzifikacija podjedinica među eukariotima pripisuje višestrukim događajima dupliranja gena.[71]

Kontrola ćelijskog ciklusa

Progresija ćelijskog ciklusa je regulisana uređenim delovanjem od ciklina zavisnih kinaza (CDK), aktiviranih specifičnim ciklinima koji demarkiraju faze ćelijskog ciklusa. Mitotični ciklini, koji u ćeliji ostaju samo nekoliko minuta, imaju jedan od najkraćih životnih vekova od svih intraćelijskih proteina.[2] Nakon što CDK-ciklinski kompleks izvrši svoju funkciju, pridruženi ciklin se poliubikvitinira i uništava proteazomom, što omogućava usmerenost ćelijskog ciklusa. Konkretno, za izlazak iz mitoze potrebna je od protezoma zavisna disocijacija regulatorne komponente ciklin B od kompleksa faktora promovisanja mitoze.[73] U ćelijama kičmenjaka, „proklizavanje” kroz mitotičku kontrolnu tačku dovodi do prevremenog izlaska iz faze M, uprkos kašnjenja ovog izlaza na kontrolnoj tački vretena.[74]

Ranije kontrolne tačke ćelijskog ciklusa, kao što su provera postrestrikcione tačke između G1 faze i S faze, takođe uključuju proteazomalnu degradaciju ciklina A, čiju ubikvitinaciju promoviše kompleks za promociju anafaze (APC), E3 ubikvitinska ligaza.[75] APC i proteinski kompleks Skp1/Cul1/F-kutija (SCF kompleks) su dva ključna regulatora ciklinske razgradnje i kontrolne tačke; sam SCF se reguliše APC-om preko ubikvitinacije adapterskog proteina, Skp2, što sprečava aktivnost SCF pre G1-S tranzicije.[76]

Pojedinačne komponente 19S čestice imaju svoje regulatorne uloge. Gankirin, nedavno identifikovani onkoprotein, jedan je od 19S potkomponenti koji se takođe čvrsto veže za kinazu zavisnu od ciklina CDK4 i igra ključnu ulogu u prepoznavanju ubikvitinisanog p53, zahvaljujući njegovom afinitetu za ubikvitinsku ligazu MDM2. Gankirin je anti-apoptotičan i pokazalo se da je prekomerno izražen u nekim tipovima ćelija tumora, kao što je hepatocelularni karcinom.[77]

Regulacija biljnog rasta

U biljkama, signalizacija pomoću auksina ili fitohormona koji određuju smer i tropizam rasta biljaka, indukuje ciljanje klase represora transkripcionih faktora poznate kao Aux/IAA proteini za proteazomalnu degradaciju. Ovi proteini su ubikvitinisani posredstvom SCFTIR1, ili SCF u kompleksu sa auksinskim receptorom TIR1. Degradacija Aux/IAA proteina derepresuje transkripcione faktore u porodici auksin-responsnih faktora (ARF) i indukuje ARF-usmerenu ekspresiju gena.[78] Ćelijske posledice ARF aktiviranja zavise od tipa biljke i faze razvića, ali su uključene u usmeravanje rasta u korenima i lisnim venama. Smatra se da specifični odgovor na ARF derepresiju posredovan specifičnostima u uparivanju pojedinačnih ARF i Aux/IAA proteina.[79]

Apoptoza

Unutrašnji i spoljni signali mogu dovesti do indukcije apoptoze ili programirane ćelijske smrti. Rezultirajuća dekonstrukcija ćelijskih komponenti prvenstveno se vrši posredstvom specijalizovanih proteaza poznatih kao kaspaze, ali proteazom takođe igra važne i raznolike uloge u apoptotičkom procesu. Na uključenost proteazoma u ovaj proces ukazuje povećanje ubikvitacije proteina, i prisustva enzima E1, E2 i E3, što je uočeno i pre apoptoze.[80][81][82] Tokom apoptoze je primećeno da proteazomi lokalizovani u jedru bivaju translocirani na blebove spoljašnje membrane karakteristične za apoptozu.[83]

Inhibicija proteazoma ima različite efekte na indukciju apoptoze u različitim tipovima ćelija. Generalno, proteazom nije neophodan za apoptozu, iako je njegova inhibicija proapoptotička kod većine ćelijskih tipova koji su proučavani. Apoptoza je posredovana prekidom regulisane razgradnje proteina ćelijskog ciklusa rasta.[84] Međutim, neke ćelijske linije - naročito primarne kulture mirujućih i diferenciranih ćelija poput timocita i neurona - bivaju sprečene u podleganju apoptozi izlaganjem proteazomskim inhibitorima. Mehanizam ovog efekta nije jasan, ali se pretpostavlja da je specifičan za ćelije u mirovanju ili da je rezultat diferencijalne aktivnosti proapoptotičke kinaze JNK.[85] Sposobnost proteazomnih inhibitora da indukuju apoptozu u ćelijama koje se brzo dele, iskorišćena je u nekoliko nedavno razvijenih sredstava za hemoterapiju, kao što su bortezomib i salinosporamid A.

Respons na ćelijski stres

U responsu na ćelijske stresove - poput infekcije, toplotnog udara ili oksidativnog oštećenja - izražavaju se proteini toplotnog udara koji identifikuju pogrešno sklopljene ili nesklopljene proteine i ciljaju ih za proteazomalnu razgradnju. Hsp27 i Hsp90 su šaperonski proteini koji su povezani sa povećanom aktivnosti ubikvitin-proteazomnog sistema, iako oni nisu direktni učesnici u procesu.[86] S druge strane, Hsp70 veže izložene hidrofobne segmente na površini pogrešno sklopljenih proteina i regrutuje E3 ubikvitinske ligaze, kao što je CHIP, da bi označio proteine za proteazomalnu razgradnju.[87] CHIP protein (karboksilni kraj proteina koji deluje sa Hsp70) sam je regulisan inhibicijom interakcija između E3 enzima CHIP i njegovog E2 vezujućeg partnera.[88]

Slični mehanizmi postoje za promovisanje razgradnje oksidativno oštećenih proteina preko proteazomskog sistema. Proteazomi lokalizovani u jezgru su regulisani PARP-om i aktivno razgrađuju nepodesno oksidovane histone.[89] Oksidovani proteini koji često formiraju velike amorfne agregate u ćeliji mogu se direktno razgraditi pomoću 20S sržnih čestica bez 19S regulacione kape i ne zahtevaju ATP hidrolizu ili obeležavanje ubikvitinom.[70] Međutim, visok nivo oksidativnog oštećenja povećava stupanj umrežavanja proteinskih fragmenata, čineći agregate otpornim na proteolizu. Veći broj i veličina tako visoko oksidovanih agregata povezani su sa starenjem.[90]

Disregulacija ubikvitin proteazomnog sistema može biti izražena u nekoliko neuronskih bolesti. To može dovesti do tumora mozga poput astrocitoma.[91] Kod nekih pozno-nastajućih neurodegenerativnih bolesti koje ispoljavaju nakupljanje pogrešno sklopljenih proteina kao zajedničku karakteristiku, kao što su Parkinsonova bolest i Alzheimerova bolest, veliki nerastvorljivi agregati pogrešno sklopljenih proteina mogu se formirati i potom dovesti do neurotoksičnosti, kroz mehanizme koji još nisu dobro poznati. Smatra se da je smanjena aktivnost proteazoma jedan od uzroka agregacije i formiranja Levijevih tela kod Parkinsona.[92] Ovu hipotezu potkrepljuje zapažanje da su kvaščani modeli Parkinsona podložniji toksičnosti iz α-sinukleina, glavne proteinske komponente Levijevih tela, u uslovima niske aktivnosti proteazoma.[93] Smanjena proteazomalna aktivnost može biti jedan od uzroka kognitivnih poremećaja kao što su poremećaji spektra autizma, i mišićnih i nervnih oboljenja, kao što je inkluziona telesna miopatija.[91]

Uloga u imunskom sistemu

The proteasome plays a straightforward but critical role in the function of the adaptive immune system. Peptide antigens are displayed by the major histocompatibility complex class I (MHC) proteins on the surface of antigen-presenting cells. These peptides are products of proteasomal degradation of proteins originated by the invading pathogen. Although constitutively expressed proteasomes can participate in this process, a specialized complex composed of proteins, whose expression is induced by interferon gamma, are the primary producers of peptides which are optimal in size and composition for MHC binding. These proteins whose expression increases during the immune response include the 11S regulatory particle, whose main known biological role is regulating the production of MHC ligands, and specialized β subunits called β1i, β2i, and β5i with altered substrate specificity. The complex formed with the specialized β subunits is known as the immunoproteasome.[16] Another β5i variant subunit, β5t, is expressed in the thymus, leading to a thymus-specific "thymoproteasome" whose function is as yet unclear.[94]

The strength of MHC class I ligand binding is dependent on the composition of the ligand C-terminus, as peptides bind by hydrogen bonding and by close contacts with a region called the "B pocket" on the MHC surface. Many MHC class I alleles prefer hydrophobic C-terminal residues, and the immunoproteasome complex is more likely to generate hydrophobic C-termini.[95]

Due to its role in generating the activated form of NF-κB, an anti-apoptotic and pro-inflammatory regulator of cytokine expression, proteasomal activity has been linked to inflammatory and autoimmune diseases. Increased levels of proteasome activity correlate with disease activity and have been implicated in autoimmune diseases including systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis.[16]

The proteasome is also involved in Intracellular antibody-mediated proteolysis of antibody-bound virions. In this neutralisation pathway, TRIM21 (a protein of the tripartite motif family) binds with immunoglobulin G to direct the virion to the proteasome where it is degraded.[96]

Proteazomski inhibitori

Chemical structure of bortezomib (Boronated form of MG132), a proteasome inhibitor used in chemotherapy that is particularly effective against multiple myeloma
Bortezomib bound to the core particle in a yeast proteasome. The bortezomib molecule is in the center colored by atom type (carbon = pink, nitrogen = blue, oxygen = red, boron = yellow), surrounded by the local protein surface. The blue patch is the catalytic threonine residue whose activity is blocked by the presence of bortezomib.

Proteasome inhibitors have effective anti-tumor activity in cell culture, inducing apoptosis by disrupting the regulated degradation of pro-growth cell cycle proteins.[84] This approach of selectively inducing apoptosis in tumor cells has proven effective in animal models and human trials.

Lactacystin, a natural product synthesized by Streptomyces bacteria, was the first non-peptidic proteasome inhibitor discovered[97] and is widely used as a research tool in biochemistry and cell biology. Lactacystin was licensed to Myogenics/Proscript, which was acquired by Millennium Pharmaceuticals, now part of Takeda Pharmaceuticals. Lactacystin covalently modifies the amino-terminal threonine of catalytic β subunits of the proteasome, particularly the β5 subunit responsible for the proteasome's chymotrypsin-like activity. This discovery helped to establish the proteasome as a mechanistically novel class of protease: an amino-terminal threonine protease.

Bortezomib (Boronated MG132), a molecule developed by Millennium Pharmaceuticals and marketed as Velcade, is the first proteasome inhibitor to reach clinical use as a chemotherapy agent.[98] Bortezomib is used in the treatment of multiple myeloma.[99] Notably, multiple myeloma has been observed to result in increased proteasome-derived peptide levels in blood serum that decrease to normal levels in response to successful chemotherapy.[100] Studies in animals have indicated that bortezomib may also have clinically significant effects in pancreatic cancer.[101][102] Preclinical and early clinical studies have been started to examine bortezomib's effectiveness in treating other B-cell-related cancers,[103] particularly some types of non-Hodgkin's lymphoma.[104] Clinical results also seem to justify use of proteasome inhibitor combined with chemotherapy, for B-cell acute lymphoblastic leukemia [105] Proteasome inhibitors can kill some types of cultured leukemia cells that are resistant to glucocorticoids.[106]

The molecule ritonavir, marketed as Norvir, was developed as a protease inhibitor and used to target HIV infection. However, it has been shown to inhibit proteasomes as well as free proteases; to be specific, the chymotrypsin-like activity of the proteasome is inhibited by ritonavir, while the trypsin-like activity is somewhat enhanced.[107] Studies in animal models suggest that ritonavir may have inhibitory effects on the growth of glioma cells.[108]

Proteasome inhibitors have also shown promise in treating autoimmune diseases in animal models. For example, studies in mice bearing human skin grafts found a reduction in the size of lesions from psoriasis after treatment with a proteasome inhibitor.[109] Inhibitors also show positive effects in rodent models of asthma.[110]

Labeling and inhibition of the proteasome is also of interest in laboratory settings for both in vitro and in vivo study of proteasomal activity in cells. The most commonly used laboratory inhibitors are lactacystin and the peptide aldehyde MG132 initially developed by Goldberg lab. Fluorescent inhibitors have also been developed to specifically label the active sites of the assembled proteasome.[111]

Klinički značaj

The proteasome and its subunits are of clinical significance for at least two reasons: (1) a compromised complex assembly or a dysfunctional proteasome can be associated with the underlying pathophysiology of specific diseases, and (2) they can be exploited as drug targets for therapeutic interventions. More recently, more effort has been made to consider the proteasome for the development of novel diagnostic markers and strategies. An improved and comprehensive understanding of the pathophysiology of the proteasome should lead to clinical applications in the future.

The proteasomes form a pivotal component for the Ubiquitin-Proteasome System (UPS) [112] and corresponding cellular Protein Quality Control (PQC). Protein ubiquitination and subsequent proteolysis and degradation by the proteasome are important mechanisms in the regulation of the cell cycle, cell growth and differentiation, gene transcription, signal transduction and apoptosis.[113] Subsequently, a compromised proteasome complex assembly and function lead to reduced proteolytic activities and the accumulation of damaged or misfolded protein species. Such protein accumulation may contribute to the pathogenesis and phenotypic characteristics in neurodegenerative diseases,[114][115] cardiovascular diseases,[116][117][118] inflammatory responses and autoimmune diseases,[119] and systemic DNA damage responses leading to malignancies.[120]

Several experimental and clinical studies have indicated that aberrations and deregulations of the UPS contribute to the pathogenesis of several neurodegenerative and myodegenerative disorders, including Alzheimer's disease,[121] Parkinson's disease[122] and Pick's disease,[123] amyotrophic lateral sclerosis (ALS),[123] Huntington's disease,[122] Creutzfeldt–Jakob disease,[124] and motor neuron diseases, polyglutamine (PolyQ) diseases, muscular dystrophies[125] and several rare forms of neurodegenerative diseases associated with dementia.[126] As part of the Ubiquitin-Proteasome System (UPS), the proteasome maintains cardiac protein homeostasis and thus plays a significant role in cardiac ischemic injury,[127] ventricular hypertrophy[128] and heart failure.[129] Additionally, evidence is accumulating that the UPS plays an essential role in malignant transformation. UPS proteolysis plays a major role in responses of cancer cells to stimulatory signals that are critical for the development of cancer. Accordingly, gene expression by degradation of transcription factors, such as p53, c-Jun, c-Fos, NF-κB, c-Myc, HIF-1α, MATα2, STAT3, sterol-regulated element-binding proteins and androgen receptors are all controlled by the UPS and thus involved in the development of various malignancies.[130] Moreover, the UPS regulates the degradation of tumor suppressor gene products such as adenomatous polyposis coli (APC) in colorectal cancer, retinoblastoma (Rb). and von Hippel-Lindau tumor suppressor (VHL), as well as a number of proto-oncogenes (Raf, Myc, Myb, Rel, Src, Mos, Abl). The UPS is also involved in the regulation of inflammatory responses. This activity is usually attributed to the role of proteasomes in the activation of NF-κB which further regulates the expression of pro inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-β, IL-8, adhesion molecules (ICAM-1, VCAM-1, P-selectin) and prostaglandins and nitric oxide (NO).[119] Additionally, the UPS also plays a role in inflammatory responses as regulators of leukocyte proliferation, mainly through proteolysis of cyclines and the degradation of CDK inhibitors.[131] Lastly, autoimmune disease patients with SLE, Sjogren's syndrome and rheumatoid arthritis (RA) predominantly exhibit circulating proteasomes which can be applied as clinical biomarkers.[132]

Vidi još

Reference

  1. ^ Peters, Jan-Michael; Franke, Werner W.; Kleinschmidt, Jiirgen A. (1994). „Distinct 19 S and 20 S subcomplexes of the 26 S proteasome and their distribution in the nucleus and the cytoplasm”. The Journal of Biological Chemistry. 269 (10): 7709—18. PMID 8125997. 
  2. ^ а б в г Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL, Darnell J (2004). „3”. Molecular cell biology (5th изд.). New York: W.H. Freeman and CO. стр. 66—72. ISBN 0-7167-4366-3. 
  3. ^ Nassif, Nicholas D.; Cambray, Samantha E.; Kraut, Daniel A. (2014). „Slipping up: Partial substrate degradation by ATP-dependent proteases”. IUBMB Life. 66 (5): 309—317. PMID 24823973. doi:10.1002/iub.1271. 
  4. ^ а б Nobel Prize Committee (2004). „Nobel Prize Awardees in Chemistry, 2004”. Приступљено 2006-12-11. 
  5. ^ Etlinger JD, Goldberg AL (1977). „A soluble ATP-dependent proteolytic system responsible for the degradation of abnormal proteins in reticulocytes”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (1): 54—8. PMC 393195Слободан приступ. PMID 264694. doi:10.1073/pnas.74.1.54. 
  6. ^ Ciehanover A, Hod Y, Hershko A (1978). „A heat-stable polypeptide component of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes”. Biochemical and Biophysical Research Communications. 81 (4): 1100—5. PMID 666810. doi:10.1016/0006-291X(78)91249-4. 
  7. ^ Goldknopf IL, Busch H (1977). „Isopeptide linkage between nonhistone and histone 2A polypeptides of chromosomal conjugate-protein A24”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 74 (3): 864—8. PMC 430507Слободан приступ. PMID 265581. doi:10.1073/pnas.74.3.864. 
  8. ^ Ciechanover A (2005). „Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Aaron Ciechanover. Interview by CDD”. Cell Death and Differentiation. 12 (9): 1167—77. PMID 16094393. doi:10.1038/sj.cdd.4401691. 
  9. ^ Wilk S, Orlowski M (1980). „Cation-sensitive neutral endopeptidase: isolation and specificity of the bovine pituitary enzyme”. Journal of Neurochemistry. 35 (5): 1172—82. PMID 6778972. doi:10.1111/j.1471-4159.1980.tb07873.x. 
  10. ^ Arrigo AP, Tanaka, K, Goldberg F, Welch WJ (1988). „Identity of 19S prosome particle with the large multifunctional protease complex of mammalian cells.”. Nature. 331 (6152): 192—94. PMID 3277060. doi:10.1038/331192a0. Tanaka K, Waxman L, Goldberg AL (1983). „ATP serves two distinct roles in protein degradation in reticulocytes, one requiring and one independent of ubiquitin”. The Journal of Cell Biology. 96 (6): 1580—5. PMC 2112434Слободан приступ. PMID 6304111. doi:10.1083/jcb.96.6.1580. 
  11. ^ Hough R, Pratt G, Rechsteiner M (1987). „Purification of two high molecular weight proteases from rabbit reticulocyte lysate”. The Journal of Biological Chemistry. 262 (17): 8303—13. PMID 3298229. 
  12. ^ Hershko A (2005). „Early work on the ubiquitin proteasome system, an interview with Avram Hershko. Interview by CDD”. Cell Death and Differentiation. 12 (9): 1158—61. PMID 16094391. doi:10.1038/sj.cdd.4401709. 
  13. ^ Kopp F, Steiner R, Dahlmann B, Kuehn L, Reinauer H (1986). „Size and shape of the multicatalytic proteinase from rat skeletal muscle”. Biochimica et Biophysica Acta. 872 (3): 253—60. PMID 3524688. doi:10.1016/0167-4838(86)90278-5. 
  14. ^ Löwe J, Stock D, Jap B, Zwickl P, Baumeister W, Huber R (1995). „Crystal structure of the 20S proteasome from the archaeon T. acidophilum at 3.4 A resolution”. Science. 268 (5210): 533—9. PMID 7725097. doi:10.1126/science.7725097. 
  15. ^ а б в г д ђ е ж з и Dong Y, Zhang S, Wu Z, Li X, Wang WL, Zhu Y, Stoilova-McPhie S, Lu Y, Finley D, Mao Y (2018). „Cryo-EM structures and dynamics of substrate-engaged human 26S proteasome”. Nature. 565 (7737): 49—55. doi:10.1038/s41586-018-0736-4. 
  16. ^ а б в г Wang J, Maldonado MA (2006). „The ubiquitin-proteasome system and its role in inflammatory and autoimmune diseases”. Cellular & Molecular Immunology. 3 (4): 255—61. PMID 16978533. 
  17. ^ а б в Stadtmueller, BM; Hill, CP (2011-01-07). „Proteasome activators.”. Molecular Cell. 41 (1): 8—19. PMC 3040445Слободан приступ. PMID 21211719. doi:10.1016/j.molcel.2010.12.020. 
  18. ^ а б в Smith DM, Chang SC, Park S, Finley D, Cheng Y, Goldberg AL (2007). „Docking of the proteasomal ATPases' carboxyl termini in the 20S proteasome's alpha ring opens the gate for substrate entry”. Molecular Cell. 27 (5): 731—44. PMC 2083707Слободан приступ. PMID 17803938. doi:10.1016/j.molcel.2007.06.033. 
  19. ^ „MEROPS Family T1”. EMBL-EBI. Приступљено 2019-02-16. 
  20. ^ Wilk S, Orlowski M (1983). „Evidence that pituitary cation-sensitive neutral endopeptidase is a multicatalytic protease complex”. Journal of Neurochemistry. 40 (3): 842—9. PMID 6338156. doi:10.1111/j.1471-4159.1983.tb08056.x. 
  21. ^ а б Nandi D, Tahiliani P, Kumar A, Chandu D (2006). „The ubiquitin-proteasome system” (PDF). Journal of Biosciences. 31 (1): 137—55. PMID 16595883. doi:10.1007/BF02705243. 
  22. ^ а б Heinemeyer W, Fischer M, Krimmer T, Stachon U, Wolf DH (1997). „The active sites of the eukaryotic 20 S proteasome and their involvement in subunit precursor processing”. The Journal of Biological Chemistry. 272 (40): 25200—9. PMID 9312134. doi:10.1074/jbc.272.40.25200. 
  23. ^ а б Padmanabhan A, Vuong SA, Hochstrasser M (2016). „Assembly of an Evolutionarily Conserved Alternative Proteasome Isoform in Human Cells”. Cell Reports. 14 (12): 2962—74. PMC 4828729Слободан приступ. PMID 26997268. doi:10.1016/j.celrep.2016.02.068. 
  24. ^ Velichutina I, Connerly PL, Arendt CS, Li X, Hochstrasser M (2004). „Plasticity in eucaryotic 20S proteasome ring assembly revealed by a subunit deletion in yeast”. The EMBO Journal. 23 (3): 500—10. PMC 1271798Слободан приступ. PMID 14739934. doi:10.1038/sj.emboj.7600059. 
  25. ^ Kusmierczyk AR, Kunjappu MJ, Funakoshi M, Hochstrasser M (2008). „A multimeric assembly factor controls the formation of alternative 20S proteasomes”. Nature Structural & Molecular Biology. 15 (3): 237—44. PMID 18278055. doi:10.1038/nsmb.1389. 
  26. ^ Zwickl P, Ng D, Woo KM, Klenk HP, Goldberg AL (1999). „An archaebacterial ATPase, homologous to ATPases in the eukaryotic 26 S proteasome, activates protein breakdown by 20 S proteasomes”. The Journal of Biological Chemistry. 274 (37): 26008—14. PMID 10473546. doi:10.1074/jbc.274.37.26008. 
  27. ^ а б в г Smith DM, Kafri G, Cheng Y, Ng D, Walz T, Goldberg AL (2005). „ATP binding to PAN or the 26S ATPases causes association with the 20S proteasome, gate opening, and translocation of unfolded proteins”. Molecular Cell. 20 (5): 687—98. PMID 16337593. doi:10.1016/j.molcel.2005.10.019. 
  28. ^ а б в г д Liu CW, Li X, Thompson D, Wooding K, Chang TL, Tang Z, Yu H, Thomas PJ, DeMartino GN (2006). „ATP binding and ATP hydrolysis play distinct roles in the function of 26S proteasome”. Molecular Cell. 24 (1): 39—50. PMC 3951175Слободан приступ. PMID 17018291. doi:10.1016/j.molcel.2006.08.025. 
  29. ^ Lam YA, Lawson TG, Velayutham M, Zweier JL, Pickart CM (2002). „A proteasomal ATPase subunit recognizes the polyubiquitin degradation signal”. Nature. 416 (6882): 763—7. PMID 11961560. doi:10.1038/416763a. 
  30. ^ а б Beck F, Unverdorben P, Bohn S, Schweitzer A, Pfeifer G, Sakata E, Nickell S, Plitzko JM, Villa E, Baumeister W, Förster F (2012). „Near-atomic resolution structural model of the yeast 26S proteasome”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (37): 14870—5. PMC 3443124Слободан приступ. PMID 22927375. doi:10.1073/pnas.1213333109. 
  31. ^ а б Lander GC, Estrin E, Matyskiela ME, Bashore C, Nogales E, Martin A (2012). „Complete subunit architecture of the proteasome regulatory particle”. Nature. 482 (7384): 186—91. PMC 3285539Слободан приступ. PMID 22237024. doi:10.1038/nature10774. 
  32. ^ Lasker K, Förster F, Bohn S, Walzthoeni T, Villa E, Unverdorben P, Beck F, Aebersold R, Sali A, Baumeister W (2012). „Molecular architecture of the 26S proteasome holocomplex determined by an integrative approach”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (5): 1380—7. PMC 3277140Слободан приступ. PMID 22307589. doi:10.1073/pnas.1120559109. 
  33. ^ а б в Chen S, Wu J, Lu Y, Ma YB, Lee BH, Yu Z, Ouyang Q, Finley DJ, Kirschner MW, Mao Y (2016). „Structural basis for dynamic regulation of the human 26S proteasome”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (46): 12991—12996. PMC 5135334Слободан приступ. PMID 27791164. doi:10.1073/pnas.1614614113. 
  34. ^ Huang X, Luan B, Wu J, Shi Y (2016). „An atomic structure of the human 26S proteasome”. Nature Structural & Molecular Biology. 23 (9): 778—785. PMID 27428775. doi:10.1038/nsmb.3273. 
  35. ^ Schweitzer A, Aufderheide A, Rudack T, Beck F, Pfeifer G, Plitzko JM, Sakata E, Schulten K, Förster F, Baumeister W (2016). „Structure of the human 26S proteasome at a resolution of 3.9 Å”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (28): 7816—7821. PMC 5135334Слободан приступ. PMID 27791164. doi:10.1073/pnas.1614614113. 
  36. ^ а б в г Zhu Y, Wang WL, Yu D, Ouyang Q, Lu Y, Mao Y (2018). „Structural mechanism for nucleotide-driven remodeling of the AAA-ATPase unfoldase in the activated human 26S proteasome”. Nature Communications. 9 (1): 1360. PMC 5893597Слободан приступ. PMID 29636472. doi:10.1038/s41467-018-03785-w. 
  37. ^ а б в Unverdorben P, Beck F, Śledź P, Schweitzer A, Pfeifer G, Plitzko JM, Baumeister W, Förster F (2014). „Deep classification of a large cryo-EM dataset defines the conformational landscape of the 26S proteasome”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (15): 5544—9. PMC 3992697Слободан приступ. PMID 24706844. doi:10.1073/pnas.1403409111. 
  38. ^ Śledź P, Unverdorben P, Beck F, Pfeifer G, Schweitzer A, Förster F, Baumeister W (2013). „Structure of the 26S proteasome with ATP-γS bound provides insights into the mechanism of nucleotide-dependent substrate translocation”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (18): 7264—7269. PMC 3645540Слободан приступ. PMID 23589842. doi:10.1073/pnas.1305782110. 
  39. ^ Matyskiela ME, Lander GC, Martin A (2013). „Conformational switching of the 26S proteasome enables substrate degradation”. Nature Structural & Molecular Biology. 20 (7): 781—788. PMC 3712289Слободан приступ. PMID 23770819. doi:10.1038/nsmb.2616. 
  40. ^ Lu Y, Wu J, Dong Y, Chen S, Sun S, Ma YB, Ouyang Q, Finley D, Kirschner MW, Mao Y (2017). „Conformational Landscape of the p28-Bound Human Proteasome Regulatory Particle”. Molecular Cell. 67 (2): 322—333.e6. PMC 5580496Слободан приступ. PMID 28689658. doi:10.1016/j.molcel.2017.06.007. 
  41. ^ Köhler A, Cascio P, Leggett DS, Woo KM, Goldberg AL, Finley D (2001). „The axial channel of the proteasome core particle is gated by the Rpt2 ATPase and controls both substrate entry and product release”. Molecular Cell. 7 (6): 1143—52. PMID 11430818. doi:10.1016/S1097-2765(01)00274-X. 
  42. ^ Förster A, Masters EI, Whitby FG, Robinson H, Hill CP (2005). „The 1.9 A structure of a proteasome-11S activator complex and implications for proteasome-PAN/PA700 interactions”. Molecular Cell. 18 (5): 589—99. PMID 15916965. doi:10.1016/j.molcel.2005.04.016. 
  43. ^ Witt S, Kwon YD, Sharon M, Felderer K, Beuttler M, Robinson CV, Baumeister W, Jap BK (2006). „Proteasome assembly triggers a switch required for active-site maturation”. Structure. 14 (7): 1179—88. PMID 16843899. doi:10.1016/j.str.2006.05.019. 
  44. ^ Krüger E, Kloetzel PM, Enenkel C (2001). „20S proteasome biogenesis”. Biochimie. 83 (3–4): 289—93. PMID 11295488. doi:10.1016/S0300-9084(01)01241-X. 
  45. ^ Murata S, Yashiroda H, Tanaka K (2009). „Molecular mechanisms of proteasome assembly”. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 10 (2): 104—115. PMID 19165213. doi:10.1038/nrm2630. 
  46. ^ Sakata E, Stengel F, Fukunaga K, Zhou M, Saeki Y, Förster F, Baumeister W, Tanaka K, Robinson CV (2011). „The catalytic activity of Ubp6 enhances maturation of the proteasomal regulatory particle”. Molecular Cell. 42 (5): 637—649. PMID 21658604. doi:10.1016/j.molcel.2011.04.021. 
  47. ^ Fukunaga K, Kudo T, Toh-e A, Tanaka K, Saeki Y (2010). „Dissection of the assembly pathway of the proteasome lid in Saccharomyces cerevisiae”. Biochemical and Biophysical Research Communications. 396 (4): 1048—1053. PMID 20471955. doi:10.1016/j.bbrc.2010.05.061. 
  48. ^ Haas AL, Warms JV, Hershko A, Rose IA (1982). „Ubiquitin-activating enzyme. Mechanism and role in protein-ubiquitin conjugation”. The Journal of Biological Chemistry. 257 (5): 2543—8. PMID 6277905. 
  49. ^ Thrower JS, Hoffman L, Rechsteiner M, Pickart CM (2000). „Recognition of the polyubiquitin proteolytic signal”. The EMBO Journal. 19 (1): 94—102. PMC 1171781Слободан приступ. PMID 10619848. doi:10.1093/emboj/19.1.94. 
  50. ^ Risseeuw EP, Daskalchuk TE, Banks TW, Liu E, Cotelesage J, Hellmann H, Estelle M, Somers DE, Crosby WL (2003). „Protein interaction analysis of SCF ubiquitin E3 ligase subunits from Arabidopsis”. The Plant Journal. 34 (6): 753—67. PMID 12795696. doi:10.1046/j.1365-313X.2003.01768.x. 
  51. ^ Elsasser S, Finley D (2005). „Delivery of ubiquitinated substrates to protein-unfolding machines”. Nature Cell Biology. 7 (8): 742—9. PMID 16056265. doi:10.1038/ncb0805-742. 
  52. ^ Sadanandom A, Bailey M, Ewan R, Lee J, Nelis S (2012). „The ubiquitin-proteasome system: central modifier of plant signalling”. The New Phytologist. 196 (1): 13—28. PMID 22897362. doi:10.1111/j.1469-8137.2012.04266.x. 
  53. ^ Sharp PM, Li WH (1987). „Ubiquitin genes as a paradigm of concerted evolution of tandem repeats”. Journal of Molecular Evolution. 25 (1): 58—64. PMID 3041010. doi:10.1007/BF02100041. 
  54. ^ Pickart CM, Fushman D (2004). „Polyubiquitin chains: polymeric protein signals”. Current Opinion in Chemical Biology. 8 (6): 610—16. PMID 15556404. doi:10.1016/j.cbpa.2004.09.009. 
  55. ^ Xu P, Duong DM, Seyfried NT, Cheng D, Xie Y, Robert J, Rush J, Hochstrasser M, Finley D, Peng J (2009). „Quantitative proteomics reveals the function of unconventional ubiquitin chains in proteasomal degradation”. Cell. 137 (1): 133—45. PMC 2668214Слободан приступ. PMID 19345192. doi:10.1016/j.cell.2009.01.041. 
  56. ^ Pickart CM (2000). „Ubiquitin in chains”. Trends in Biochemical Sciences. 25 (11): 544—8. PMID 11084366. doi:10.1016/S0968-0004(00)01681-9. 
  57. ^ Zhu Q, Wani G, Wang QE, El-mahdy M, Snapka RM, Wani AA (2005). „Deubiquitination by proteasome is coordinated with substrate translocation for proteolysis in vivo”. Experimental Cell Research. 307 (2): 436—51. PMID 15950624. doi:10.1016/j.yexcr.2005.03.031. 
  58. ^ Wenzel T, Baumeister W (1995). „Conformational constraints in protein degradation by the 20S proteasome”. Nature Structural Biology. 2 (3): 199—204. PMID 7773788. doi:10.1038/nsb0395-199. 
  59. ^ Inobe T, Fishbain S, Prakash S, Matouschek A (2011). „Defining the geometry of the two-component proteasome degron”. Nature Chemical Biology. 7 (3): 161—7. PMC 3129032Слободан приступ. PMID 21278740. doi:10.1038/nchembio.521. 
  60. ^ van der Lee R, Lang B, Kruse K, Gsponer J, Sánchez de Groot N, Huynen MA, Matouschek A, Fuxreiter M, Babu MM (2014). „Intrinsically disordered segments affect protein half-life in the cell and during evolution”. Cell Reports. 8 (6): 1832—44. PMC 4358326Слободан приступ. PMID 25220455. doi:10.1016/j.celrep.2014.07.055. 
  61. ^ Smith DM, Benaroudj N, Goldberg A (2006). „Proteasomes and their associated ATPases: a destructive combination”. Journal of Structural Biology. 156 (1): 72—83. PMID 16919475. doi:10.1016/j.jsb.2006.04.012. 
  62. ^ Hoyt MA, Zich J, Takeuchi J, Zhang M, Govaerts C, Coffino P (2006). „Glycine-alanine repeats impair proper substrate unfolding by the proteasome”. The EMBO Journal. 25 (8): 1720—9. PMC 1440830Слободан приступ. PMID 16601692. doi:10.1038/sj.emboj.7601058. 
  63. ^ Zhang M, Coffino P (2004). „Repeat sequence of Epstein–Barr virus-encoded nuclear antigen 1 protein interrupts proteasome substrate processing”. The Journal of Biological Chemistry. 279 (10): 8635—41. PMID 14688254. doi:10.1074/jbc.M310449200. 
  64. ^ Voges D, Zwickl P, Baumeister W (1999). „The 26S proteasome: a molecular machine designed for controlled proteolysis”. Annual Review of Biochemistry. 68 (1): 1015—68. PMID 10872471. doi:10.1146/annurev.biochem.68.1.1015. 
  65. ^ а б Rape M, Jentsch S (2002). „Taking a bite: proteasomal protein processing”. Nature Cell Biology. 4 (5): E113—6. PMID 11988749. doi:10.1038/ncb0502-e113. 
  66. ^ Rape M, Jentsch S (2004). „Productive RUPture: activation of transcription factors by proteasomal processing”. Biochimica et Biophysica Acta. 1695 (1–3): 209—13. PMID 15571816. doi:10.1016/j.bbamcr.2004.09.022. 
  67. ^ Asher G, Reuven N, Shaul Y (2006). „20S proteasomes and protein degradation "by default"”. BioEssays. 28 (8): 844—9. PMID 16927316. doi:10.1002/bies.20447. 
  68. ^ Zhang M, Pickart CM, Coffino P (2003). „Determinants of proteasome recognition of ornithine decarboxylase, a ubiquitin-independent substrate”. The EMBO Journal. 22 (7): 1488—96. PMC 152902Слободан приступ. PMID 12660156. doi:10.1093/emboj/cdg158. 
  69. ^ Asher G, Shaul Y (2005). „p53 proteasomal degradation: poly-ubiquitination is not the whole story”. Cell Cycle. 4 (8): 1015—8. PMID 16082197. doi:10.4161/cc.4.8.1900. 
  70. ^ а б Shringarpure R, Grune T, Mehlhase J, Davies KJ (2003). „Ubiquitin conjugation is not required for the degradation of oxidized proteins by proteasome”. The Journal of Biological Chemistry. 278 (1): 311—8. PMID 12401807. doi:10.1074/jbc.M206279200. 
  71. ^ а б в Gille C, Goede A, Schlöetelburg C, Preissner R, Kloetzel PM, Göbel UB, Frömmel C (2003). „A comprehensive view on proteasomal sequences: implications for the evolution of the proteasome”. Journal of Molecular Biology. 326 (5): 1437—48. PMID 12595256. doi:10.1016/S0022-2836(02)01470-5. 
  72. ^ Bochtler M, Ditzel L, Groll M, Hartmann C, Huber R (1999). „The proteasome”. Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 28 (1): 295—317. PMID 10410804. doi:10.1146/annurev.biophys.28.1.295. 
  73. ^ Chesnel F, Bazile F, Pascal A, Kubiak JZ (2006). „Cyclin B dissociation from CDK1 precedes its degradation upon MPF inactivation in mitotic extracts of Xenopus laevis embryos”. Cell Cycle. 5 (15): 1687—98. PMID 16921258. doi:10.4161/cc.5.15.3123. 
  74. ^ Brito DA, Rieder CL (2006). „Mitotic checkpoint slippage in humans occurs via cyclin B destruction in the presence of an active checkpoint”. Current Biology. 16 (12): 1194—200. PMC 2749311Слободан приступ. PMID 16782009. doi:10.1016/j.cub.2006.04.043. 
  75. ^ Havens CG, Ho A, Yoshioka N, Dowdy SF (2006). „Regulation of late G1/S phase transition and APC Cdh1 by reactive oxygen species”. Molecular and Cellular Biology. 26 (12): 4701—11. PMC 1489138Слободан приступ. PMID 16738333. doi:10.1128/MCB.00303-06. 
  76. ^ Bashir T, Dorrello NV, Amador V, Guardavaccaro D, Pagano M (2004). „Control of the SCF(Skp2-Cks1) ubiquitin ligase by the APC/C(Cdh1) ubiquitin ligase”. Nature. 428 (6979): 190—3. PMID 15014502. doi:10.1038/nature02330. 
  77. ^ Higashitsuji H, Liu Y, Mayer RJ, Fujita J (2005). „The oncoprotein gankyrin negatively regulates both p53 and RB by enhancing proteasomal degradation”. Cell Cycle. 4 (10): 1335—7. PMID 16177571. doi:10.4161/cc.4.10.2107. 
  78. ^ Dharmasiri S, Estelle M (2002). „The role of regulated protein degradation in auxin response”. Plant Molecular Biology. 49 (3–4): 401—9. PMID 12036263. doi:10.1023/A:1015203013208. 
  79. ^ Weijers D, Benkova E, Jäger KE, Schlereth A, Hamann T, Kientz M, Wilmoth JC, Reed JW, Jürgens G (2005). „Developmental specificity of auxin response by pairs of ARF and Aux/IAA transcriptional regulators”. The EMBO Journal. 24 (10): 1874—85. PMC 1142592Слободан приступ. PMID 15889151. doi:10.1038/sj.emboj.7600659. 
  80. ^ Haas AL, Baboshina O, Williams B, Schwartz LM (1995). „Coordinated induction of the ubiquitin conjugation pathway accompanies the developmentally programmed death of insect skeletal muscle”. The Journal of Biological Chemistry. 270 (16): 9407—12. PMID 7721865. doi:10.1074/jbc.270.16.9407. 
  81. ^ Schwartz LM, Myer A, Kosz L, Engelstein M, Maier C (1990). „Activation of polyubiquitin gene expression during developmentally programmed cell death”. Neuron. 5 (4): 411—9. PMID 2169771. doi:10.1016/0896-6273(90)90080-Y. 
  82. ^ Löw P, Bussell K, Dawson SP, Billett MA, Mayer RJ, Reynolds SE (1997). „Expression of a 26S proteasome ATPase subunit, MS73, in muscles that undergo developmentally programmed cell death, and its control by ecdysteroid hormones in the insect Manduca sexta”. FEBS Letters. 400 (3): 345—9. PMID 9009228. doi:10.1016/S0014-5793(96)01413-5. 
  83. ^ Pitzer F, Dantes A, Fuchs T, Baumeister W, Amsterdam A (1996). „Removal of proteasomes from the nucleus and their accumulation in apoptotic blebs during programmed cell death”. FEBS Letters. 394 (1): 47—50. PMID 8925925. doi:10.1016/0014-5793(96)00920-9. 
  84. ^ а б Adams J, Palombella VJ, Sausville EA, Johnson J, Destree A, Lazarus DD, Maas J, Pien CS, Prakash S, Elliott PJ (1999). „Proteasome inhibitors: a novel class of potent and effective antitumor agents”. Cancer Research. 59 (11): 2615—22. PMID 10363983. 
  85. ^ Orlowski RZ (1999). „The role of the ubiquitin-proteasome pathway in apoptosis”. Cell Death and Differentiation. 6 (4): 303—13. PMID 10381632. doi:10.1038/sj.cdd.4400505. 
  86. ^ Garrido C, Brunet M, Didelot C, Zermati Y, Schmitt E, Kroemer G (2006). „Heat shock proteins 27 and 70: anti-apoptotic proteins with tumorigenic properties”. Cell Cycle. 5 (22): 2592—601. PMID 17106261. doi:10.4161/cc.5.22.3448. 
  87. ^ Park SH, Bolender N, Eisele F, Kostova Z, Takeuchi J, Coffino P, Wolf DH (2007). „The cytoplasmic Hsp70 chaperone machinery subjects misfolded and endoplasmic reticulum import-incompetent proteins to degradation via the ubiquitin-proteasome system”. Molecular Biology of the Cell. 18 (1): 153—65. PMC 1751312Слободан приступ. PMID 17065559. doi:10.1091/mbc.E06-04-0338. 
  88. ^ Dai Q, Qian SB, Li HH, McDonough H, Borchers C, Huang D, Takayama S, Younger JM, Ren HY, Cyr DM, Patterson C (2005). „Regulation of the cytoplasmic quality control protein degradation pathway by BAG2”. The Journal of Biological Chemistry. 280 (46): 38673—81. PMID 16169850. doi:10.1074/jbc.M507986200. 
  89. ^ Bader N, Grune T (2006). „Protein oxidation and proteolysis”. Biological Chemistry. 387 (10–11): 1351—5. PMID 17081106. doi:10.1515/BC.2006.169. 
  90. ^ Davies KJ (2003). „Degradation of oxidized proteins by the 20S proteasome”. Biochimie. 83 (3–4): 301—10. PMID 11295490. doi:10.1016/S0300-9084(01)01250-0. 
  91. ^ а б Lehman NL (2009). „The ubiquitin proteasome system in neuropathology”. Acta Neuropathologica. 118 (3): 329—47. PMC 2716447Слободан приступ. PMID 19597829. doi:10.1007/s00401-009-0560-x. 
  92. ^ McNaught KS, Jackson T, JnoBaptiste R, Kapustin A, Olanow CW (2006). „Proteasomal dysfunction in sporadic Parkinson's disease”. Neurology. 66 (10 Suppl 4): S37—49. PMID 16717251. doi:10.1212/01.wnl.0000221745.58886.2e. 
  93. ^ Sharma N, Brandis KA, Herrera SK, Johnson BE, Vaidya T, Shrestha R, Debburman SK (2006). „alpha-Synuclein budding yeast model: toxicity enhanced by impaired proteasome and oxidative stress”. Journal of Molecular Neuroscience. 28 (2): 161—78. PMID 16679556. doi:10.1385/JMN:28:2:161. 
  94. ^ Murata S, Sasaki K, Kishimoto T, Niwa S, Hayashi H, Takahama Y, Tanaka K (2007). „Regulation of CD8+ T cell development by thymus-specific proteasomes”. Science. 316 (5829): 1349—53. PMID 17540904. doi:10.1126/science.1141915. 
  95. ^ Cascio P, Hilton C, Kisselev AF, Rock KL, Goldberg AL (2001). „26S proteasomes and immunoproteasomes produce mainly N-extended versions of an antigenic peptide”. The EMBO Journal. 20 (10): 2357—66. PMC 125470Слободан приступ. PMID 11350924. doi:10.1093/emboj/20.10.2357. 
  96. ^ Mallery DL, McEwan WA, Bidgood SR, Towers GJ, Johnson CM, James LC (2010). „Antibodies mediate intracellular immunity through tripartite motif-containing 21 (TRIM21)”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (46): 19985—19990. PMC 2993423Слободан приступ. PMID 21045130. doi:10.1073/pnas.1014074107. 
  97. ^ Fenteany G, Standaert RF, Lane WS, Choi S, Corey EJ, Schreiber SL (1995). „Inhibition of proteasome activities and subunit-specific amino-terminal threonine modification by lactacystin”. Science. 268 (5211): 726—31. PMID 7732382. doi:10.1126/science.7732382. 
  98. ^ United States Food and Drug Administration press release Архивирано 2007-02-19 на сајту Wayback Machine 13 May 2003. Access date 29 December 2006. See also FDA Velcade information page.
  99. ^ Fisher RI, Bernstein SH, Kahl BS, Djulbegovic B, Robertson MJ, de Vos S, Epner E, Krishnan A, Leonard JP, Lonial S, Stadtmauer EA, O'Connor OA, Shi H, Boral AL, Goy A (2006). „Multicenter phase II study of bortezomib in patients with relapsed or refractory mantle cell lymphoma”. Journal of Clinical Oncology. 24 (30): 4867—74. PMID 17001068. doi:10.1200/JCO.2006.07.9665. 
  100. ^ Jakob C, Egerer K, Liebisch P, Türkmen S, Zavrski I, Kuckelkorn U, Heider U, Kaiser M, Fleissner C, Sterz J, Kleeberg L, Feist E, Burmester GR, Kloetzel PM, Sezer O (2007). „Circulating proteasome levels are an independent prognostic factor for survival in multiple myeloma”. Blood. 109 (5): 2100—5. PMID 17095627. doi:10.1182/blood-2006-04-016360. 
  101. ^ Shah SA, Potter MW, McDade TP, Ricciardi R, Perugini RA, Elliott PJ, Adams J, Callery MP (2001). „26S proteasome inhibition induces apoptosis and limits growth of human pancreatic cancer”. Journal of Cellular Biochemistry. 82 (1): 110—22. PMID 11400168. doi:10.1002/jcb.1150. 
  102. ^ Nawrocki ST, Sweeney-Gotsch B, Takamori R, McConkey DJ (2004). „The proteasome inhibitor bortezomib enhances the activity of docetaxel in orthotopic human pancreatic tumor xenografts”. Molecular Cancer Therapeutics. 3 (1): 59—70. PMID 14749476. 
  103. ^ Schenkein D (2002). „Proteasome inhibitors in the treatment of B-cell malignancies”. Clinical Lymphoma. 3 (1): 49—55. PMID 12141956. doi:10.3816/CLM.2002.n.011. 
  104. ^ O'Connor OA, Wright J, Moskowitz C, Muzzy J, MacGregor-Cortelli B, Stubblefield M, Straus D, Portlock C, Hamlin P, Choi E, Dumetrescu O, Esseltine D, Trehu E, Adams J, Schenkein D, Zelenetz AD (2005). „Phase II clinical experience with the novel proteasome inhibitor bortezomib in patients with indolent non-Hodgkin's lymphoma and mantle cell lymphoma”. Journal of Clinical Oncology. 23 (4): 676—84. PMID 15613699. doi:10.1200/JCO.2005.02.050. 
  105. ^ Messinger YH, Gaynon PS, Sposto R, van der Giessen J, Eckroth E, Malvar J, Bostrom BC (2012). „Bortezomib with chemotherapy is highly active in advanced B-precursor acute lymphoblastic leukemia: Therapeutic Advances in Childhood Leukemia & Lymphoma (TACL) Study”. Blood. 120 (2): 285—90. PMID 22653976. doi:10.1182/blood-2012-04-418640. 
  106. ^ Lambrou GI, Papadimitriou L, Chrousos GP, Vlahopoulos SA (2012). „Glucocorticoid and proteasome inhibitor impact on the leukemic lymphoblast: multiple, diverse signals converging on a few key downstream regulators”. Molecular and Cellular Endocrinology. 351 (2): 142—51. PMID 22273806. doi:10.1016/j.mce.2012.01.003. 
  107. ^ Schmidtke G, Holzhütter HG, Bogyo M, Kairies N, Groll M, de Giuli R, Emch S, Groettrup M (1999). „How an inhibitor of the HIV-I protease modulates proteasome activity”. The Journal of Biological Chemistry. 274 (50): 35734—40. PMID 10585454. doi:10.1074/jbc.274.50.35734. 
  108. ^ Laurent N, de Boüard S, Guillamo JS, Christov C, Zini R, Jouault H, Andre P, Lotteau V, Peschanski M (2004). „Effects of the proteasome inhibitor ritonavir on glioma growth in vitro and in vivo”. Molecular Cancer Therapeutics. 3 (2): 129—36. PMID 14985453. 
  109. ^ Zollner TM, Podda M, Pien C, Elliott PJ, Kaufmann R, Boehncke WH (2002). „Proteasome inhibition reduces superantigen-mediated T cell activation and the severity of psoriasis in a SCID-hu model”. The Journal of Clinical Investigation. 109 (5): 671—9. PMC 150886Слободан приступ. PMID 11877475. doi:10.1172/JCI12736. 
  110. ^ Elliott PJ, Pien CS, McCormack TA, Chapman ID, Adams J (1999). „Proteasome inhibition: A novel mechanism to combat asthma”. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 104 (2 Pt 1): 294—300. PMID 10452747. doi:10.1016/S0091-6749(99)70369-6. 
  111. ^ Verdoes M, Florea BI, Menendez-Benito V, Maynard CJ, Witte MD, van der Linden WA, van den Nieuwendijk AM, Hofmann T, Berkers CR, van Leeuwen FW, Groothuis TA, Leeuwenburgh MA, Ovaa H, Neefjes JJ, Filippov DV, van der Marel GA, Dantuma NP, Overkleeft HS (2006). „A fluorescent broad-spectrum proteasome inhibitor for labeling proteasomes in vitro and in vivo”. Chemistry & Biology. 13 (11): 1217—26. PMID 17114003. doi:10.1016/j.chembiol.2006.09.013. 
  112. ^ Kleiger G, Mayor T (2014). „Perilous journey: a tour of the ubiquitin-proteasome system”. Trends in Cell Biology. 24 (6): 352—9. PMC 4037451Слободан приступ. PMID 24457024. doi:10.1016/j.tcb.2013.12.003. 
  113. ^ Goldberg AL, Stein R, Adams J (1995). „New insights into proteasome function: from archaebacteria to drug development”. Chemistry & Biology. 2 (8): 503—8. PMID 9383453. doi:10.1016/1074-5521(95)90182-5. 
  114. ^ Sulistio YA, Heese K (2015). „The Ubiquitin-Proteasome System and Molecular Chaperone Deregulation in Alzheimer's Disease”. Molecular Neurobiology. 53 (2): 905—31. PMID 25561438. doi:10.1007/s12035-014-9063-4. 
  115. ^ Ortega Z, Lucas JJ (2014). „Ubiquitin-proteasome system involvement in Huntington's disease”. Frontiers in Molecular Neuroscience. 7: 77. PMC 4179678Слободан приступ. PMID 25324717. doi:10.3389/fnmol.2014.00077. 
  116. ^ Sandri M, Robbins J (2014). „Proteotoxicity: an underappreciated pathology in cardiac disease”. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 71: 3—10. PMC 4011959Слободан приступ. PMID 24380730. doi:10.1016/j.yjmcc.2013.12.015. 
  117. ^ Drews O, Taegtmeyer H (2014). „Targeting the ubiquitin-proteasome system in heart disease: the basis for new therapeutic strategies”. Antioxidants & Redox Signaling. 21 (17): 2322—43. PMC 4241867Слободан приступ. PMID 25133688. doi:10.1089/ars.2013.5823. 
  118. ^ Wang ZV, Hill JA (2015). „Protein quality control and metabolism: bidirectional control in the heart”. Cell Metabolism. 21 (2): 215—26. PMC 4317573Слободан приступ. PMID 25651176. doi:10.1016/j.cmet.2015.01.016. 
  119. ^ а б Karin M, Delhase M (2000). „The I kappa B kinase (IKK) and NF-kappa B: key elements of proinflammatory signalling”. Seminars in Immunology. 12 (1): 85—98. PMID 10723801. doi:10.1006/smim.2000.0210. 
  120. ^ Ermolaeva MA, Dakhovnik A, Schumacher B (2015). „Quality control mechanisms in cellular and systemic DNA damage responses”. Ageing Research Reviews. 23 (Pt A): 3—11. PMC 4886828Слободан приступ. PMID 25560147. doi:10.1016/j.arr.2014.12.009. 
  121. ^ Checler F, da Costa CA, Ancolio K, Chevallier N, Lopez-Perez E, Marambaud P (2000). „Role of the proteasome in Alzheimer's disease”. Biochimica et Biophysica Acta. 1502 (1): 133—8. PMID 10899438. doi:10.1016/s0925-4439(00)00039-9. 
  122. ^ а б Chung KK, Dawson VL, Dawson TM (2001). „The role of the ubiquitin-proteasomal pathway in Parkinson's disease and other neurodegenerative disorders”. Trends in Neurosciences. 24 (11 Suppl): S7—14. PMID 11881748. doi:10.1016/s0166-2236(00)01998-6. 
  123. ^ а б Ikeda K, Akiyama H, Arai T, Ueno H, Tsuchiya K, Kosaka K (2002). „Morphometrical reappraisal of motor neuron system of Pick's disease and amyotrophic lateral sclerosis with dementia”. Acta Neuropathologica. 104 (1): 21—8. PMID 12070660. doi:10.1007/s00401-001-0513-5. 
  124. ^ Manaka H, Kato T, Kurita K, Katagiri T, Shikama Y, Kujirai K, Kawanami T, Suzuki Y, Nihei K, Sasaki H (1992). „Marked increase in cerebrospinal fluid ubiquitin in Creutzfeldt–Jakob disease”. Neuroscience Letters. 139 (1): 47—9. PMID 1328965. doi:10.1016/0304-3940(92)90854-z. 
  125. ^ Mathews KD, Moore SA (2003). „Limb-girdle muscular dystrophy”. Current Neurology and Neuroscience Reports. 3 (1): 78—85. PMID 12507416. doi:10.1007/s11910-003-0042-9. 
  126. ^ Mayer RJ (2003). „From neurodegeneration to neurohomeostasis: the role of ubiquitin”. Drug News & Perspectives. 16 (2): 103—8. PMID 12792671. doi:10.1358/dnp.2003.16.2.829327. 
  127. ^ Calise J, Powell SR (2013). „The ubiquitin proteasome system and myocardial ischemia”. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 304 (3): H337—49. PMC 3774499Слободан приступ. PMID 23220331. doi:10.1152/ajpheart.00604.2012. 
  128. ^ Predmore JM, Wang P, Davis F, Bartolone S, Westfall MV, Dyke DB, Pagani F, Powell SR, Day SM (2010). „Ubiquitin proteasome dysfunction in human hypertrophic and dilated cardiomyopathies”. Circulation. 121 (8): 997—1004. PMC 2857348Слободан приступ. PMID 20159828. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.904557. 
  129. ^ Powell SR (2006). „The ubiquitin-proteasome system in cardiac physiology and pathology”. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 291 (1): H1—H19. PMID 16501026. doi:10.1152/ajpheart.00062.2006. 
  130. ^ Adams J (2003). „Potential for proteasome inhibition in the treatment of cancer”. Drug Discovery Today. 8 (7): 307—15. PMID 12654543. doi:10.1016/s1359-6446(03)02647-3. 
  131. ^ Ben-Neriah Y (2002). „Regulatory functions of ubiquitination in the immune system”. Nature Immunology. 3 (1): 20—6. PMID 11753406. doi:10.1038/ni0102-20. 
  132. ^ Egerer K, Kuckelkorn U, Rudolph PE, Rückert JC, Dörner T, Burmester GR, Kloetzel PM, Feist E (2002). „Circulating proteasomes are markers of cell damage and immunologic activity in autoimmune diseases”. The Journal of Rheumatology. 29 (10): 2045—52. PMID 12375310. 

Literatura

Spoljašnje veze