Metabolismo degli amminoacidi 1
Metabolismo degli amminoacidi:
- Degradazione delle proteine
- Incorporazione dell’azoto nell’urea
- Sintesi dei singoli amminoacidi
Sintesi e degradazione proteica 2
Le cellule sintetizzano continuamente le proteine partendo dagli amminoacidi e le degradano ottenendo amminoacidi.
3 funzioni:
- Conservare il materiale nutriente nella forma di proteine
- Eliminare le proteine anomale
- Permettere la regolazione del metabolismo cellulare
Digestione delle proteine 3
Proteasi gastriche + ATPasi H, K- pepsina (endopeptidasi)
pH 1
Proteasi pancreatiche - tripsina (endopeptidasi) pH 7.4 - chimotripsina (endopeptidasi) gradiente di pH - elastasi (endopeptidasi) - carbossipeptidasi A e B (esopeptidasi)
Peptidasi intestinali 455
Alcune proteine non possono essere correttamente digerite da individui che presentano alcune patologie.
Morbo celiaco
Morbo di Hartnup 6
Degradazione delle proteine intracellulare
- Degradazione lisosomiale
- Ubiquitina
- Proteasoma 7
A. Degradazione lisosomiale
- I lisosomi mantengono un pH interno di circa 5.0
- Gli enzimi che contengono sono attivi ad un pH acido
Processi normali e patologici associati ad un’aumentata attività lisosomiale:
- Regressione dell’utero dopo il parto
- Atrofia muscolare causata dal disuso o da ferite traumatiche
- Artrite reumatoide 8
B. Ubiquitina
Struttura ai raggi X dell’ubiquitina
Il turnover delle proteine è strettamente regolato.
- Come fa una cellula a identificare le proteine che devono essere degradate?
- L’ubiquitina, una piccola proteina di peso molecolare 8,5 Kd, presente in tutte le cellule eucariotiche, è il segnale che identifica le proteine destinate alla distruzione.
L’ubiquitina è l’equivalente cellulare della “macchia nera” nel libro “L’isola del tesoro” di Robert Louis Stevenson: è un segnale di “condanna a morte”.
Il legame dell’ubiquitina alla proteina bersaglio è attuato da un enzima chiamato E3 10.
Condizioni patologiche
Alcune condizioni patologiche illustrano molto chiaramente l’importanza della regolazione del ricambio delle proteine:
- Il virus del papilloma umano (HPV) produce una proteina che attiva uno specifico enzima E3.
- L’enzima lega l’ubiquitina alla proteina oncosoppressore p53 e ad altre proteine che controllano i meccanismi di riparazione del DNA, che sono di conseguenza distrutte.
- L’attivazione di questo enzima E3 si osserva nel 90% dei carcinomi della cervice 11.
Proteasoma
Se l’ubiquitina è il segnale di morte chi esegue la sentenza?
L’esecutore è un grande complesso detto proteasoma o proteasoma 26 S che digerisce le proteine combinate con l’ubiquitina.
Questo complesso proteolitico ATP-dipendente, composto da numerose subunità, non degrada l’ubiquitina (che viene riciclata) mentre i prodotti peptidici sono ulteriormente degradati 12.
Proteasoma
Il proteasoma 26 S è costituito da due componenti:
- Il complesso 20 S costituito da due copie di 14 subunità con una massa di 700 Kd, che contiene l’attività catalitica.
- Il complesso 19 S o complesso regolatore 13.
Questa classe di ATPasi, che si trovano in tutti gli esseri viventi, è associata ad un gran numero di funzioni cellulari, comprese la regolazione del ciclo cellulare e la biogenesi degli organelli.
Il processo di ubiquitinizzazione e il proteasoma collaborano nella degradazione delle prote
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