Estructura y función del proteasoma
El proteasoma es un complejo multiproteico grande y muy conservado cuya función principal es la degradación enzimática de proteínas.
Estructura de la partícula central
La partícula central 20S es el núcleo del proteasoma eucariótico. Está formada por dos anillos exteriores constituidos por siete subunidades alfa y por dos anillos interiores formados por siete subunidades beta. En el interior de esta estructura en forma de barril se encuentran seis centros activos con actividad proteasa. Los extremos amino-terminales de las subunidades alfa, situadas en los anillos que rematan la partícula central, forman una “compuerta” que puede abrirse para permitir el paso de las proteínas diana al interior del proteasoma.
Estructura de la partícula reguladora y apertura del proteasoma
La apertura de la compuerta se regula por la asociación de la partícula reguladora 19S, compuesta de dos partes principales: una tapa y una base. La base está formada por seis moléculas de ATPasa que forman un anillo. Los extremos carboxi-terminales de las ATPasas forman protuberancias que pueden encajar en oquedades existentes entre las subunidades alfa de la partícula central, provocando en estas un cambio conformacional que abre la compuerta.
Interacción entre partícula central y partícula reguladora
Aún no se conoce con precisión cómo interaccionan la partícula central heptamérica y la base hexamérica. La hipótesis de la “oscilación” propone que la partícula reguladora puede oscilar mientras está unida a la partícula central, de tal modo que en un momento dado sólo un subconjunto de las protuberancias carboxi-terminales de la base están asociadas con las oquedades de la partícula central. Esta hipótesis se ilustra en la animación.
Etiquetado con ubicuitina y degradación de la proteína
En los eucariotas las proteínas se marcan para su degradación mediante moléculas de una proteína llamada ubicuitina.
Cuatro moléculas de ubicuitina encadenadas marcan la proteína para que sea reconocida por el proteasoma. Esta “etiqueta” de ubicuitinas es reconocida por algunas subunidades de la tapa del proteasoma, y se cree que aquellas se separan cuando la proteína marcada entra al proteasoma para ser degradada. Mientras tanto, la proteína se despliega, entra en el canal central del proteasoma y es cortada por los centros activos proteasa, generando péptidos pequeños, de entre 3 y 15 residuos aminoácidos. Estos péptidos saldrán del proteasoma a través de uno o ambos poros abiertos.
La proteína se despliega y luego se fragmenta en péptidos.