تفاوت کلیدی - پروتئازوم در مقابل پروتئاز
پروتئولیز فرآیند تجزیه بیومولکول های پروتئین به پلی پپتیدهای کوچکتر یا اسیدهای آمینه منفرد است. واکنش های کاتالیز نشده هیدرولیز پیوندهای پپتیدی بسیار کند است. و صدها سال طول می کشد تا به طور کامل تکمیل شود. به طور معمول، آنزیم های درگیر در این واکنش دو نوع هستند. مجتمع های پروتئازومی و پروتئازها. به غیر از این مولکول ها، pH پایین، دما و هضم درون مولکولی نیز بر پروتئولیز مولکول های پروتئین تأثیر می گذارد. پروتئولیز ممکن است اهداف مختلفی را در موجودات زنده انجام دهد. به عنوان مثال، آنزیم های گوارشی غذا را به اسیدهای آمینه منفرد تجزیه می کنند که بعداً به عنوان منابع انرژی توسط موجودات زنده استفاده می شود.از سوی دیگر، پروتئولیز برای پردازش زنجیره پلی پپتیدی از قبل سنتز شده به منظور تشکیل مولکول پروتئین فعال بسیار مهم است. همچنین در برخی فرآیندهای سلولی و فیزیولوژیکی مانند جلوگیری از تجمع برخی پروتئین های ناخواسته در سلول اهمیت دارد. تفاوت اصلی بین پروتئازوم و پروتئاز این است که پروتئازوم در باز شدن مولکول های پروتئین نقش دارد در حالی که پروتئازها پروتئین ها را به اسیدهای آمینه منفرد تجزیه می کنند.
پروتئازوم چیست؟
پروتئازوم‌ها پروتئین‌های استوانه‌ای هستند که حاوی چهار حلقه غشایی هفت‌گانه هستند. آنها معمولاً در سیتوزول یافت می شوند. دو حلقه بیرونی به عنوان زیرواحد آلفا نامیده می شوند و غیر فعال هستند. دو حلقه داخلی به عنوان زیر واحد بتا نامیده می شوند و از نظر پروتئولیتی فعال هستند. پروتئازوم ها را می توان هم در باکتری های آرکیال و هم در موجودات یوکاریوتی یافت. پروتئازوم یوکاریوتی 26S حاوی یک ذره هسته (20S) است که از هفت زیر واحد آلفا و هفت زیر واحد بتا تشکیل شده است.همچنین حاوی یک کلاه تنظیمی (19S) است که از حداقل 17 زیر واحد تشکیل شده است. پروتئازوم 26S در آشکار شدن و پروتئولیز هدایت شده توسط یوبیکوئیتین در سلول زنده یوکاریوتی نقش دارد. برای انجام این فرآیند، یک آنزیم E1 ابتدا مولکول یوبیکوئیتین را فعال می کند و سپس آن را به آنزیم E2 منتقل می کند. و در نهایت این مولکول یوبیکوئیتین به باقی مانده لیزین مولکول پروتئین متصل می شود تا توسط آنزیم لیگاز E3 تجزیه شود. بعداً مولکول یوبیکوئیتین به سمت شناسایی پروتئین پرچمدار هدایت می شود تا توسط پروتئازوم تجزیه شود.
شکل 01: پروتئازوم
پروتئازوم 26S از دو کلاهک تنظیمی 19S و یک ذره هسته 20S تشکیل شده است. کلاهک 19S پروتئین‌های یوبیکوئیتین شده را که توسط مولکولهای ATP تغذیه می‌شوند، شناسایی کرده و با آنها متصل می‌شود. پس از شناسایی، پروتئین پرچمدار باید از ubiquitinated و باز شود تا از کانال های باریک 19S عبور کند و وارد هسته 20S مجتمع پروتئازوم استوانه ای شود.در هسته 20S مجتمع، در واقع مولکول پروتئین را به پلی پپتیدهای کوچکتر خرد می کند. این فرآیند که در کمپلکس پروتئازوم اتفاق می‌افتد، یک عملیات از دست دادن انرژی است زیرا توسط مولکولهای ATP کاتالیز می‌شود.
پروتئازها چیست؟
پروتئازها به عنوان پپتیداز یا پروتئیناز نامیده می شوند که در فرآیند پروتئولیز دخالت دارند. برخلاف کمپلکس پروتئازوم، پروتئازها مولکول پروتئین را در اسیدهای آمینه مجزا به اشتراک می گذارند، بنابراین، کار پروتئولیز را کامل می کنند. پروتئازها در حیوانات، گیاهان، باستان‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌ها یافت می‌شوند.
شکل 02: پروتئاز
کلاس های مختلف پروتئازها می توانند عملکرد یکسانی را با مکانیسم های کاتالیزوری متفاوت انجام دهند. پروتئازها در پردازش پروتئین، هضم، فتوسنتز، آپوپتوز، پاتوژنز ویروسی و سایر فعالیت های حیاتی نقش دارند.در فرآیند پروتئولیز آنها پروتئین را به طور کامل به اسیدهای آمینه منفرد تبدیل می کنند. پروتئازها به غیر از هضم، در انعقاد خون، عملکرد سیستم ایمنی، بلوغ پروهورمون‌ها، تشکیل استخوان و بازیافت پروتئین‌هایی که دیگر مورد نیاز سلول‌های زنده نیستند، نقش دارند.
هفت نوع پروتئاز
بر اساس دامنه کاتالیزوری پروتئازها هفت نوع هستند،
- سرین پروتئاز - از گروه الکل سرین استفاده می کند
- سیستئین پروتئاز - از گروه سیکتئین تیول استفاده می کند
- پروتئازهای ترئونین - از الکل ثانویه ترئونین استفاده می کند
- پروتئاز آسپارتیک - از گروه کربوکسیلیک آسپارتات استفاده می کند
- پروتئازهای گلوتامیک - از گلوتامات کربوکسیلیک اسید استفاده می کند
- Metalloproteases - معمولاً از فلز "Zn" استفاده می کند
- آسپاراژین پپتید لیاز - از آسپاراژین استفاده می کند
شباهت‌های بین پروتئازوم و پروتئاز چیست؟
- هر دو بیومولکول پروتئینی هستند.
- هر دو توانایی کاتالیزوری و آنزیمی دارند.
- هر دو در مسیر تخریب پروتئولیز پروتئین ها دخالت دارند.
- هر دو واکنش های انرژی وابسته به ATP را کاتالیز می کنند.
- هر دو تقریباً در همه موجودات (حیوانات، گیاهان، باکتری ها، باستانی ها و ویروس ها) یافت می شوند.
تفاوت بین پروتئازوم و پروتئاز چیست؟
پروتئازوم در مقابل پروتئاز |
|
| پروتئازوم یک کمپلکس پروتئینی است که پروتئین های غیر ضروری یا آسیب دیده را با پروتئولیز تجزیه می کند. | پروتئاز آنزیمی است که پروتئین ها و پپتیدها را تجزیه می کند. |
| ساختار | |
| پروتئازوم یک مولکول نسبتا بزرگتر با ذرات هسته و کلاه تنظیمی است. | پروتئازها با دامنه کاتالیزوری نسبتاً کوچکتر هستند. |
| عملکرد | |
| باز شدن پروتئین و برش اولیه از وظایف پروتئازوم ها هستند. | تجزیه کامل مولکول پروتئین به اسیدهای آمینه منفرد عملکرد اصلی پروتئازها است. |
| وابستگی یوبیکوئیتین | |
| پروتئازوم برای فعالیتش به یوبیکویتین بستگی دارد (به کارگردانی یوبیکوئیتین). | پروتئازها برای فعالیت خود به یوبیکوئیتین وابسته نیستند. |
| وابستگی pH | |
| پروتئازوم برای فعالیت خود به pH بستگی ندارد. | پروتئازها برای فعالیت خود بسیار به pH بستگی دارند. |
| وزن مولکولی | |
| پروتئازوم ها مولکول هایی با وزن مولکولی بالا هستند. | پروتئازها مولکولهای با وزن مولکولی نسبتاً پایینی دارند. |
خلاصه - پروتئازوم در مقابل پروتئاز
پروتئولیز فرآیند تجزیه پروتئین بیومولکول پروتئین به پلی پپتیدهای کوچکتر یا اسیدهای آمینه منفرد است. به طور معمول، آنزیم های دخیل در این واکنش ها دو نوع هستند، 1. کمپلکس پروتئازوم 2. پروتئازها. به غیر از این مولکول های پروتئین، pH پایین، دما و هضم درون مولکولی نیز باعث پروتئولیز مولکول های پروتئین می شود. پروتئازوم در باز شدن پروتئین و برش اولیه نقش دارد. از طرف دیگر، پروتئازها باعث تجزیه کامل مولکول پروتئین به اسیدهای آمینه منفرد می شوند. این را می توان به عنوان تفاوت بین پروتئازوم و پروتئاز در نظر گرفت.
دانلود نسخه PDF Proteasome vs Protease
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین پروتئازوم و پروتئاز
