Las proteínas realizan una amplia gama de tareas dentro de las células. Para que todo funcione sin problemas, la célula debe asegurarse de que todas las proteínas necesarias estén disponibles y de que estén en buenas condiciones. Las proteínas defectuosas se etiquetan como tales y luego se reciclan. Complejos de ligasason capaces de identificar proteínas aberrantes y unir una pequeña proteína reguladora llamada ubiquitina Ub para marcarlas como defectuosas. Sin embargo, se necesitan pasos adicionales antes de que se active la vía de degradación de proteínas. La mono-ubiquitinación no es suficiente: una cadena específica de múltiples Ublas moléculas deben formarse, con las moléculas unidas entre sí en un punto específico. Annika Weber y sus colegas del grupo de trabajo encabezado por Thomas Sommer en el MDC ahora han descubierto cómo se forma esta cadena en el complejo de ligasa Doa10.
En la etapa de cebado, las proteínas aberrantes están marcadas con ubiquitina como defectuosas. Para comenzar el proceso de degradación, se necesita una segunda enzima Ubc7 para sintetizar una cadena de ubiquitina. Gráficos: MDC / Annika Weber. Doa10 juega un papel clave en la proteínacontrol de calidad en el retículo endoplásmico y el núcleo, monitoreando el estado de muchas proteínas diferentes en el proceso. Al generar la señal de degradación de la proteína, la enzima Ubc6 primero une una molécula de ubiquitina a la proteína defectuosa. Una vez que se completa esta etapa de iniciación cebado, Ubc7, otra enzima, entra en juego, catalizando el proceso de extensión de la cadena para que se forme una cadena homogénea de múltiples moléculas de Ub. Tan pronto como se completa la cadena, la proteína objetivo se clasifica en la ruta de degradación. Dos enzimaspor lo tanto, son necesarios para desencadenar esta vía de señal. El equipo de investigación también descubrió que en este proceso especial la ubiquitina primaria no solo se une al aminoácido lisina en el prote defectuosoen pero también a residuos de serina.Estos residuos de aminoácidos son los "puntos de acoplamiento" para la cadena de ubiquitina en la proteína."Esto permite que se procesen proteínas defectuosas incluso si no quedan expuestos los residuos de lisina accesibles, lo que hace que el proceso de degradación sea particularmente flexible y permite a las células aumentar la tasa de éxito de su control de calidad de proteínas", dice Annika Weber, una de las dos autoras principales deel artículo y un estudiante de doctorado en el grupo de trabajo de Proteólisis Intracelular de Thomas Sommer.
Se debe degradar una gran cantidad de proteínas diferentes en una célula; alrededor del 30 por ciento de todas las estructuras de proteínas celulares formadas por el plegamiento de cadenas de aminoácidos son defectuosas. El problema para las células es que estas proteínas plegadas incorrectamente no tienenestructura uniforme, lo que dificulta su identificación correcta. Si la descomposición de estas proteínas "inútiles" sale mal, se depositan en la célula y perturban su homeostasis. Esto puede provocar la muerte de la célula y desencadenar una serie de enfermedades,incluidos trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer y el Parkinson.
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Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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