tema 7 chaperonas, chaperoninas y proteosoma
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Papel de las chaperonasIn vitro
Concentración estimada de proteínas de una célula típica = 300 mg/ml
Hsp70Bacteriano
DnaK
Nter: 44 kDa Cter: 18 kDa
Dominio ATPasaHsc70 Bovino
.ADP~Pi~Mg2+
+ 2 K+
Dominio DnaK
PéptidoReg ⇑
hidrofóbicasUnión 40 residuos
.
DominioDnaJ bacteriano
Dominio JE. Coli(Hsp40)
HPD: motivocrítico para unión a Hsp70
.
FactorGrpE: 23 kDa
DnaJ: 41 kDaChaperona
14 sub-unidades idénticas2 anillos de 7 unidades c/u
Dominio ecuatorialBolsillo unión ATP
.
Dominio apicalaas hidrofóbicos
GroES
Mas heterogéneo en secuencia y estructuraAnillos entre 8 y 9
Eucariótica(Tailless complex polipeptido-I)Ausencia de GroES
No actúa en polipéptidos nacientes.
Actúa en proteínas con señal de traducción:
Receptores de hormonas esteroidesSeñalización de quinasasFactores de transcripción
Es altamente abundante en células eucariotas ˜ 2% prot. Citosólicas
Chaperona dependiente de ATP
Complejo multiproteico denominado: foldosoma
Maquinaria multichaperona en el citosol:
Hsp70Peptidil-propil-isomerasas
Otras cochaperonas
Tamaño de la cavidad: 2.5 a 5.5 nmEn GroEL: 6.5 a 8.0 nm
P23 Co-chaperonaEstimula hidrólisis ATPDependiente de disociaciónHsp90/sustrato
Dominio de unión al ligandoINESTABLE
Drosophila
No permite la unión a DNA
Regulación de la expresión del monómero
INACTIVO“Humanos”
Factor de transcripción (HSF)1 bajo condiciones de NO estrés.
PROTEASOMA
Proteasoma
NF-κB
- (Ornitina decarboxilasa)
Funciones de Proteasoma poli-ubiquitinación
✄ Degradación de proteínas, después de cumplir su función.✄ Degradación de proteínas anómalas, control de calidad✄ Activación de procesos celulares, mediante degradación de proteínas inhibitorias criticas, ej: ciclo celular.✄ Metabolismo, ejercicio, músculos requieren aas para convertirlos en glucosa y quemar energía.✄ Sistema inmune, generando péptidos blancos que sean reconocidos por este. Bazo y nódulos linfoides = Inmunoproteasoma.✄ Comunicación célula/célula✄ Endocitosis✄ Trascripción✄ Reparación DNA✄ Traducción de señales ✄ Apoptosis
Vía UBIQUITINA PROTEASOMA - Compleja
Involucra 100 componentes (hasta ahora)
✾ Proteasoma = 30 sub-unidades diferentes ✾ ubiquitina dependiente ✾ ATP dependiente ✾ Estructura compleja, maquinaria enzimática
Mayor proteasa no-lisosomal en células eucariotas. 30.000 proteasomas/célula
19S Regulador› Reconoce sustratos poli-Ubiquitina› Actv. Isopeptidasa, corta la Ubiquitina› Abre el poro de 20S› Actividad antichaperona, desdobla proteínas.
2 Mda - 30.3S
≈45 nm longCAP-19S≈ 18 proteínas
(25 a 110 kDa = 700 kDa)
(-) hidrofóbicaV ≈ 84 nm3 - ≈ 70
kDa
Micrografía inmuno-electrónica20S de placenta humana
Tricorn proteasaT. acidophilum
Gal6S. cerevisiae
Leucina aminopeptidasaBovina
ATPasas = dependiente - ProcariotesATPasas= dependiente/independiente - Eucariotes
ATPasas independientes – Hidrólisis de moléculas pequeñas - Precursores evolutivos a partir de ATPasas dependientes.
Peptidasas independientes de ATP
C
H - C - OHCOO-
H+H3N
CH3
ı
ı
ı
- -
β1(Pre3) ➞ Peptidil glutamil hidrolasa. Reconoce sec. después de aas ácidosβ2(Pup1) ➞ Tripsina. Reconoce sec después de aas básicosβ5(Pre2) ➞ Quimotripsina. Reconoce después de res. hidrofóbicos
Proteasoma 20SLevadura
The enzyme contains three different catalytic activities, a chymotrypsin-like, a trypsin-like and a peptidyl glutamyl peptide hydrolysing activity. These three different activities are formed by three of the seven different β-subunits. In all three of these β-subunits an aminoterminal threonine is the catalytically active amino acid.
Proteasomam.
tuberculosis
Funciones de mono-ubiquitinaciónModificaciones regulatorias
✄ Transcripción✄ Función histonas✄ Tráfico de proteínas a través de membranas, ✄ blancos para los lisosomas✄ Señalización para receptores endocíticos
E1: Enz. activadora de Ubiquitina (1 sola enzima E1. eu.)E2: Enz. Conjugadora de Ubiquitina, ATP, reacción alta E, thiol-ester (10 a 30 E2s eu.)E3: Ligasa de la proteína-Ubiquitina, parece que es el único componente sujeto a regulación. (> que E2)E4: Factor conjugador de cadenas de poli-Ub. Elongación de la cadena
Ubiquitina:76 aas (eucariotes. Coo– G/K)
.
Activadora Conjugadora Ligasa
Unión tioester
K48
G76
Enz. deubiquitinante
Estructura Jerárquica del sistema ubiquitina
GroELGroEL
ProteasomaProteasoma