Intracellular Protein Degradation: Volume 27
Ez a kötet olyan áttekintéseket tartalmaz, amelyek összefoglalják a proteolitikus gépezetről és a prokarióta és eukarióta sejtek fehérjebontási útvonalairól jelenleg rendelkezésre álló ismereteinket. Az intracelluláris fehérjebontás sokkal több, mint a helytelenül hajtogatott vagy sérült fehérjék eltávolításának mechanizmusa. Mivel sok rövid életidejű fehérje fontos szabályozó funkciókkal rendelkezik, a proteolízis jelentősen hozzájárul számos sejtfolyamathoz, beleértve a sejtciklus szabályozását és a transzciptionális kontrollt. Ezenkívül a korlátozott proteolitikus hasítás az eukarióta sejtekben az enzimek aktiválásának vagy inaktiválásának gyors és hatékony mechanizmusát biztosíthatja. Az első fejezetben Maurizi bevezetést nyújt az intracelluláris fehérjebontásba, ismerteti a bakteriális ATP-függő proteázok szerkezetét és funkcióit, valamint feltárja a chaperon funkciók és a fehérjebontás közötti kapcsolatot. Számos alapelv az eukarióta sejtekre is érvényes, bár az érintett proteázok gyakran nem ugyanazok. Érdekes módon az egyik bakteriális proteáz, az ion proteáz homológjait találták meg az élesztő és az emlősök mitokondriumaiban, és a proteaszómák homológjait, amelyek minden eukarióta sejtben megtalálhatók (lásd alább), felfedezték néhány eubaktériumban.
Az élesztő proteolízisének tanulmányozása nagyban hozzájárult az eukarióta sejtek lizoszomális (vakuoláris) és nem lizoszomális proteolitikus útvonalainak feltárásához. Thumm és Wolf (2. fejezet) ismerteti azokat a vizsgálatokat, amelyek tisztázták a proteaszómák funkcióit a nem lizoszomális proteolízisben és a lizoszomális proteázok hozzájárulását az intracelluláris fehérjebontáshoz. A fehérjéket különböző differenciális mechanizmusok révén lehet kiválasztani a lebontásra. Az ubikvitin-rendszer az egyik olyan összetett és erősen szabályozott mechanizmus, amellyel az eukarióta fehérjéket a proteoszómák lebontásra célozzák. A 3. fejezetben Wilkinson áttekinti az ubikvitin-rendszer összetevőit és funkcióit, és megvizsgálja ennek az útvonalnak néhány ismert szubsztrátját, amelyek közé tartoznak a sejtciklus és a transzkripciós szabályozók. A proteoszómák és szabályozó komponenseik szerkezetét és funkcióit a következő két fejezetben Tanaka és Tanahashi, valamint Dubiel és Rechsteiner ismerteti. A proteaszómák voltak az első ismert példa a treonin-proteázokra. Ezek olyan több alegységből álló komplexek, amelyek amellett, hogy a legtöbb rövid élettartamú nukleáris és citoplazmatikus fehérje forgalmáért felelősek, részt vesznek az antigén feldolgozásában is az MHC I. osztályú útvonal általi prezentációhoz. A McCracken és munkatársai által áttekintett legújabb vizsgálatok (6. fejezet) arra az izgalmas következtetésre jutottak, hogy egyes ER-asszociált fehérjéket a citoszolikus proteaszómák bontanak le.
A lizoszómák felelősek a hosszú élettartamú fehérjék lebontásáért és az éhezési körülmények között megfigyelhető fokozott fehérjebontásért. A 7. fejezetben Knecht és munkatársai áttekintik a lizoszomális proteázokat, és ismertetik a lizoszómák szerepével és a fehérjék lizoszómákba való felvételének mechanizmusaival kapcsolatos vizsgálatokat. A különböző proteolitikus rendszerek (pl. ubikvitin-proteaszóma útvonal, kalciumfüggő proteázok, lizoszómák) izomfehérje-lebontáshoz való relatív hozzájárulásának mérésére szolgáló módszereket és az ilyen vizsgálatokból levont következtetéseket Attai és Taillinder a következő fejezetben tekinti át. Végül a proteázok fontos szerepet játszanak az apoptózis jelzéseiben az enzimek korlátozott hasításának katalizálásával. Mason és Beyette áttekintik a főszereplők, a kaszpázok szerepét, amelyek mind aktiválják, mind katalizálják a limitált proteolízist, és más protoelitikus enzimek részvételét is vizsgálják ebben a sejthalált eredményező útvonalban.