Czy lizosomy zawierają białka? 7 faktów (co, gdzie, jak)

by

Lizosomy to związane z błoną organelle, które posiadają kilka rodzajów Enzymy. Biorą udział w degradacji kilku biomolekuł. Zobaczmy, czy ma białka.

Lizosomy zawierają białka w swojej strukturze, ponieważ tworzą główną część biocząsteczek, które rozkładają się w lizosomach. Białka te są zwykle źle sfałdowane białka i białka cykliczne lub są obecne jako składniki strukturalne.

Omówmy rodzaje białek znajdujących się w lizosomach, jak białka są produkowane w lizosomach, ich funkcje i kilka innych powiązanych tematów w tym artykule.

Jakie białka znajdują się w lizosomach?

Białka lizosomalne mogą występować w postaci białek błonowych, jako enzymy wywołujące reakcje katalityczne oraz jako te, które ulegają rozkładowi. Niektóre rodzaje białek lizosomalnych wymieniono poniżej:

  • Pompy protonowe– Enzymy lizosomalne może działać tylko przy niskim pH, które jest utrzymywane przez pompy protonowe. Niskie pH zapobiega przypadkowemu strawieniu przez organelle zawartości komórki. W przypadku przypadkowego uwolnienia zawartości lizosomów, jej enzymy stają się nieaktywne w cytozolu, ponieważ ma on neutralne pH.
  • LAMP- LAMP lub białka błonowe związane z lizosomami są częścią błony lizosomalnej. Są glikoproteinami. Biorą udział w transporcie enzymów hydrolazy i lipidów, fagocytozy i autofagii.
  • Enzymy- Lizosomy są bogate w różne rodzaje enzymów, które są zasadniczo białkami. Prekursory tych enzymów są biosyntetyzowane w retikulum endoplazmatycznym, po czym następują modyfikacje i pakowanie w Aparat Golgiego.
  • Nieprawidłowo sfałdowane białka — różne czynniki środowiskowe i stochastyczne mogą prowadzić do nieprawidłowego sfałdowania białek. Nagromadzenie takich nieprawidłowo sfałdowanych białek w komórce może powodować zaburzenia.
  • Białka cykliczne- Niektóre białka regulatorowe podlegają okresowej kontrolowanej degradacji. Przykładem są białka cyklin, które są obecne w punktach kontrolnych podczas procesu podziału komórek.

Gdzie produkowane są białka lizosomalne?

Lizosomy powodują degradację białek w celu wytworzenia aminokwasów. Zobaczmy, gdzie w lizosomach powstają białka.

Białka ulegają degradacji i recyklingowi w świetle lizosomu. Światło lizosomów jest bogate w różnego rodzaju enzymy. Stąd te reakcje enzymatyczne są ograniczone do światła organelli. Powstałe w wyniku tego aminokwasy są następnie transportowane do cytozolu.

Jak powstają białka lizosomów?

Lizosomy mogą degradować różne białka. Omówmy etapy procesu degradacji nieprawidłowo sfałdowanych białek i produkcji aminokwasów.

  1. Rozpoznawanie nieprawidłowo sfałdowanych białek: W niektórych przypadkach lizosomy są kierowane do degradacji białek zawierających określoną sekwencję aminokwasów (lizyna, fenyloalanina, kwas glutaminowy, arginina i glutamina).
  2. Transport nieprawidłowo sfałdowanych białek: Źle sfałdowane białka są transportowane do lizosomów przez autofagię lub endocytozę.
  3. Degradacja białka: Katepsyny są odpowiedzialne za rozkład białek. Katepsyny to grupa białek lizosomalnych, które są aktywne w niskim pH. Tworzą większość enzymów proteaz obecnych w lizosomach.

Jak białka trafiają do lizosomów?

Transport białek do lizosomów może odbywać się za pośrednictwem struktur zamkniętych w błonie, które posiadają różne czynniki rozpoznawania. Zobaczmy szczegółowo.

Autofagia i endocytoza to sposoby, w jakie białka cytoplazmatyczne są przenoszone do lizosomów. Autofagia może mieć trzy typy: CMA (autofagia za pośrednictwem opiekuna), markoautofagia i mikroautofagia.

1. Autofagia za pośrednictwem chaperonu

Białka docelowe mają specyficzną sekwencję aminokwasów, którą są lizyna, fenyloalanina, kwas glutaminowy, arginina i glutamina. Ta sekwencja zostaje odsłonięta w przypadku nieprawidłowego fałdowania i jest przeznaczona do degradacji. LAMP (lub białka błonowe związane z lizosomami) działają jako receptory na tym szlaku.

2. Makroautofagia

Na tym szlaku podwójne struktury błoniaste zwane autofagosomami otaczają białka cytozolowe. Zobaczmy, jakie kroki są z tym związane.

  • Omegasom: Te dwuwarstwowe struktury lipidowe tworzą się podczas inicjacji procesu. Mają wydłużony kształt.
  • Fagofor: Omegasomy wydłużają się i tworzą strukturę w kształcie miseczki zwaną fagoforami. Struktury te dalej wydłużają się, aby otoczyć ładunek, taki jak nieprawidłowo sfałdowane białko.
  • Autofagosom: Kiedy białka zostają zamknięte w błonie, tworzą autofagosomy, które oddzielają ładunek od cytoplazmy.

3. Mikroautofagia

Mikroautofagia to kolejny rodzaj autofagii, który występuje w lizosomach lub wakuolach. Szlak ten obejmuje wewnątrzkomórkową nieselektywną degradację białek i organelli komórkowych. Szlak ten jest głównie odpowiedzialny za utrzymanie homeostazy błony, wielkości organelli i przetrwanie komórki w warunkach niedoboru azotu.

Co lizosom robi z białkami?

Białka mogą być również obecne w koniugacji z innymi biocząsteczkami. Do degradacji mogą być potrzebne więcej niż dwa enzymy. Omówmy różne zaangażowane w to enzymy.

  • Proteazy katepsynowe: Enzymy peptydazowe należące do rodziny katepsyn, rozkładają białka i lipoproteiny o małej gęstości. Pośredniczyli również w endocytozie i makroautofagii kilku enzymów. Mogą również brać udział w procesach sygnalizacyjnych.
  • Fosfolipazy: rozkładają lipoproteiny, które są głównie obecne w błonach komórkowych i organellach.
  • Glikozydazy: glikogen zawierające związki takie jak glikoproteiny, glikozaminoglikany i glikosfingolipidy są zwykle rozkładane za pomocą enzymów glikozydaz. Rozszczepiają one reszty węglowodanowe obecne na końcach tych polimerów.
  • Kwasowe lipazy lizosomalne: Odgrywają kluczową rolę w integralności błony, sygnalizacji i metabolizmie energii. Pośredniczą w degradacji lipoprotein i trójglicerydów odpowiednio do wolnego cholesterolu i kwasów tłuszczowych.
  • Sulfatazy: ta ewolucyjnie zachowana rodzina enzymów jest odpowiedzialna za rozkład glikozaminoglikanów. Niektóre przykłady glikozaminoglikanów to heparyna, siarczan heparanu, siarczan keratanu, sulfolipidy i hormony zawierające siarkę.
  • Nukleazy: enzymy te pośredniczą w hydrolizie kwasów nukleinowych, takich jak RNA (kwasy rybonukleinowe) i DNA (kwasy dezoksyrybonukleinowe).

Funkcja białek w lizosomach?

Lizosom zawiera ogromną różnorodność białek, z których każde ma zróżnicowaną strukturę i jeszcze bardziej zróżnicowane funkcje. Omówmy niektóre z ich funkcji.

  • Białka błonowe: Białka obecne w błonie regulują wejście i wyjście materiałów do iz lizosomu. Regulują również fuzję fagosomów z błoną.
  • Pompy protonowe: są osadzone w błonie lizosomów i umożliwiają uzyskanie kwaśnego pH poprzez pompowanie jonów wodorowych. Silnie kwaśne środowisko organelli umożliwia aktywację enzymów.
  • Enzymy: Lizosomy są magazynem różnych enzymów. Odpowiadają za rozkład różnych makrocząsteczek na ich odpowiednie składniki.

Czy lizosom wytwarza białka?

Enzymy lizosomalne rozkładają białka selektywnie lub nieselektywnie w kolejności
do produkcji aminokwasów, które mogą być ponownie wykorzystane przez komórkę.

Lizosomy nie produkują białek, ale ich cegiełki, czyli aminokwasy. Zwykle komórki rozkładają wszystkie białka, które są do niej doprowadzane i nie są już potrzebne komórce. Ale kiedy komórki są głodzone, dokonują selektywnej degradacji białek, aby dostarczyć komórce aminokwasów.

Wnioski

Rozkład białek jest ważny nie tylko dla ich recyklingu, ale także dla zapobiegania ich gromadzeniu się w komórkach. Badania sugerują, że zdolność do rozbijania
białka ulegają zmniejszeniu wraz z wiekiem.

Przeczytaj także: