翻譯與蛋白質合成

蛋白酶體

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一家管理良好的工坊不只造東西;它還會清走損壞的、磨損的或不再需要的設備,否則就會被廢物淹沒。細胞也一樣。它們不斷需要銷毀老舊、受損或不需要的蛋白質,既為了回收其零件,也為了保持環境整潔。蛋白酶體正是細胞用來做這件事的主要蛋白質粉碎機器。

蛋白酶體是一個龐大的、桶狀的蛋白質複合體,內有一個中空的腔。被標記待銷毀的蛋白質從一端被送入,解開摺疊、穿進內部,由排布在內腔的酶切成短片段;這些片段隨後被回收成單個胺基酸。關鍵在於,蛋白酶體是有選擇性的——它並不會隨便粉碎任何漂過來的東西。蛋白質要先被一種叫做泛素的小標記蛋白質鏈所標記,蛋白酶體的「帽子」識別那個標籤,抓住注定要被銷毀的蛋白質並把它送入。整個中空的設計把破壞性的酶安全地封在裡面,使它們只能作用於被特意送進去的蛋白質。

蛋白酶體之所以重要,是因為受控的蛋白質銷毀與蛋白質建造同等重要。它在錯誤摺疊或受損的蛋白質聚團成害之前將其清除,還會按時結束調控蛋白質的壽命——例如細胞正是靠在恰當時刻銷毀特定蛋白質,才能乾淨俐落地從分裂的一個階段推進到下一個。由於它處在如此眾多的控制點上,蛋白酶體是一個重要的藥物靶點;某些癌症治療的原理就是抑制它,讓癌細胞被自身未被降解的蛋白質壓垮。

為了離開細胞週期的一個階段、進入下一個,細胞會給一些叫做週期蛋白(cyclin)的計時蛋白質打上泛素標記,並把它們送進蛋白酶體來銷毀。一旦阻止這種銷毀,細胞的分裂時鐘就會卡死——這證明了及時的粉碎與建造同樣至關重要。

在恰當時刻銷毀恰當的蛋白質,使細胞週期得以一格一格地向前推進。

蛋白酶體處理的是單個被標記的蛋白質;對整個細胞器或大團塊的批量清理,則由溶酶體和自噬來負責。這兩套系統是互補的,不能互相替代。

又稱
26S proteasomeprotein shredder蛋白质降解机器