Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

AAA+ Proteasi

Indice 2006

AAA+ Proteasi
Come si può costruire un enzima in grado di tagliare le proteine, ma che sia anche sicuro da usare all'interno delle cellule? Le proteasi della digestione come la Tripsina e la Pepsina sono enzimi piccoli ed efficienti che diffondono liberamente all'interno del cibo che stiamo digerendo fino a raggiungere le proteine e quindi le tagliano in pezzi.
Enzimi di questo tipo sarebbero distruttivi se agissero in modo incontrollato all'interno della cellula. La cellula deve avere il massimo controllo sulla degradazione delle proteine in modo che solo le proteine inutili o danneggiate vengano distrutte.
Le proteasi AAA+ risolvono questo problema in modo elegante. Utilizzano una doppia strategia per assicurarsi che solo certe proteine vengano distrutte. Per prima cosa, gli enzimi che tagliano le proteine sono nascosti all'interno di un contenitore chiuso e, secondo, usano una speciale pompa proteica per far entrare le proteine nella camera di distruzione.

Shock Termico
Attualmente, le strutture più complete di AAA+ proteasi sono state ottenute da una proteina batterica chiamata HSLUV (da Heat Shock Locus prodotti genetici U e V). Un esempio è mostrato qui a destra dal file PDB 1yyf. E' composto da due tipi di subunità proteiche.
Le subunità di proteasi sono assemblate per formare lo stretto cilindro centrale colorato qui in blu. I loro siti attivi sono tutti rivolti verso la parte interna del cilindro.
Le subunità AAA+ ATPasi, colorate qui in rosso e arancione, controllano l'ingresso ai due lati del cilindro centrale.
La proteina HSLUV è una delle molte proteine da shock termico che vengono sintetizzate quando la cellula subisce un riscaldamento a livelli pericolosi. Il calore fa srotolare le proteine che possono poi ripiegarsi in modo errato o aggregarsi tra loro. Per questo motivo, in caso di shock termico, vengono sintetizzati in gran numero sia Chaperon che Proteasi. I Chaperon (Molecola del Mese agosto 2002) servono per aiutare le proteine a ripiegarsi in modo corretto e le Proteasi per distruggere le proteine danneggiate dal calore.

Proteasoma
Le nostre cellule costruiscono una versione più complessa della HSLUV: il proteasoma.
Questo ha al centro una camera di distruzione più grande della HSLUV composta da un gruppo di quattro complessi proteici a forma di anello. Ad ogni lato c'è un meccanismo più complicato che cerca le proteine marcate con l'ubiquitina e poi utilizza un meccanismo simile a quello AAA+ ATPasi per condurre le proteine nella camera centrale.
Per ulteriori informazioni su questo meccanismo, potete vedere la Molecola del Mese del dicembre 2004 Ubiquitina.

Avanti: AAA+ ATPasi