Proteasoma

El proteasoma o proteosoma és un complex proteic gran present en totes les cèl·lules eucariotes i arqueus, així com en alguns eubacteris. En eucariotes, es troben al nucli i al citoplasma.^[1] La principal funció del proteasoma és la degradació de proteïnes danyades o innecessàries per proteòlisi, una reacció química que trenca els enllaços peptídics. Els enzims que porten a terme aquestes reaccions s'anomenen proteases. Els proteasomes són el principal mecanisme pel qual les cèl·lules regulen la concentració de determinades proteïnes i degraden proteïnes que han perdut la seva estructura. El procés de degradació produeix pèptids d'entre set i vuit aminoàcids de llargària, que poden ser degradats posteriorment a aminoàcids i utilitzats per sintetitzar noves proteïnes.^[2] Les proteïnes estan marcades amb una petita proteïna anomenada ubiquitina en un procés catalitzat per ligases d'ubiquitina. Un cop la proteïna ha estat marcada amb una molècula d'ubiquitina, altres ligases uneixen molècules addicionals d'ubiquitina. Els resultat és una cadena poliubiquitina unida al proteosoma, permetent-li la degradació de la proteïna.^[2]

Pel que fa a la seva estructura, el proteasoma té forma de barril i conté un "nucli" format per quatre anells al voltant d'un porus central. Cada anell està compost per set proteïnes individuals. Els dos anells interns estan constituïts per set subunitats β que contenen els zones actives amb activitat proteasa. Aquestes zones estan localitzades en la superfície interna dels anells, de forma que la proteïna diana ha d'entrar al porus central abans de ser degradada. Els dos anells externs contenen cadascun set subunitats α la funció de les quals és mantenir una "porta" a través de la qual les proteïnes puguin entrar dins el barril. Aquestes subunitats α estan controlades per la unió a partícules reguladores que reconeixen les cadenes poliubiquitina unides al substrat de la proteïna i inicien el procés de degradació. Aquest procés global d'ubiquitinització i degradació proteasòmica és conegut com a sistema ubiquitina-proteasoma.

La via de degradació proteasòmica és essencial per molts processos cel·lulars, incloent el cicle cel·lular, la regulació de l'expressió gènica i respostes a l'estrès oxidatiu. La importància de la degradació proteolítica a l'interior de les cèl·lules i el paper de l'ubiquitina en les vies proteolítiques descobert per Aaron Ciechanover, Avram Hershko i Irwin Rose fou premiat amb el Premi Nobel de Química del 2004.^[3]