Proteasomen sind zelluläre Proteinkomplexe, die als multikatalytische Protease fungieren. In eukaryotischen Zellen sind sie als Bestandteil des Ubiquitin-Proteasom-Systems für den Teil des Proteinabbaus verantwortlich, der außerhalb der Lysosomen stattfindet.
Eukaryotische Proteasomen werden basierend auf der Sedimentationskonstante als 26S-Proteasom bezeichnet. Sie besitzen ein Molekulargewicht von ca. 2.000 kDa sowie eine Größe von 18 x 11 nm und bestehen aus drei Komponenten:
Die 20S-Untereinheit bildet den Hauptteil des Proteasoms und besteht aus vier gestapelten Proteinringen mit wiederum jeweils sieben Untereinheiten. Das 20S-Partikel hat dadurch die Form eines Zylinders und weist insgesamt ein Molekulargewicht von ca. 750 kDa auf.
Die Untereinheiten der beiden äußeren Ringe werden als α1 bis α7, die der inneren Ringe als β1 bis β7 bezeichnet. Die beiden inneren Ringe stellen das aktive Zentrum des Enzyms dar. Dabei besitzen die Untereinheiten β1, β2 und β5 eine katalytische Aktivität und schneiden spezifisch die Peptidbindung zwischen verschiedenen Aminosäuren:
Die beiden äußeren Ringe haben regulierende Aufgaben. Sie verhindern den unkontrollierten Zugang von Substraten zum inneren Hohraum des Proteasoms.
Die 19S-Untereinheiten fungieren als Verschluss der 20S-Untereinheit und lagern sich an die beiden Öffnungen an. Sie bestehen aus je 19 Proteinen, die zusammen mindestens 20 Konformationszustände einer 19S-Untereinheit bewirken können. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen einer Basis und einem Deckel.[1]
Die Basis beinhaltet sog. Rpt-Proteine (Rpt1 bis Rpt6), die sich jeweils zu einem Heterodimer zusammenlegen und insgesamt einen hexameren Ring ausbilden. Sie fungieren als AAA-ATPasen. Die ATP-Hydrolyse ist notwendig für die Entfaltung der Zielproteine.
Alle weiteren Proteine werden als Rpn-Proteine bezeichnet, z.B.:
Autor: Janica Nolte, DocCheck, erstellt mit BioRender.com; lizenziert unter CC BY-NC-SA 3.0
