Hauptunterschied - Proteasom gegen Protease
Die Proteolyse ist der Prozess des Abbaus der Proteinbiomoleküle in kleinere Polypeptide oder einzelne Aminosäuren. Die nicht katalysierten Reaktionen der Hydrolyse von Peptidbindungen sind extrem langsam. Und es dauert Hunderte von Jahren, bis es vollständig abgeschlossen ist. Typischerweise sind die an dieser Reaktion beteiligten Enzyme zwei Arten; Proteasomkomplexe und Proteasen. Neben diesen Molekülen beeinflussen auch ein niedriger pH-Wert, eine niedrige Temperatur und ein intramolekularer Verdau die Proteolyse von Proteinmolekülen. Die Proteolyse kann in lebenden Organismen unterschiedlichen Zwecken dienen. Beispielsweise zerlegen die Verdauungsenzyme die Nahrung in einzelne Aminosäuren, die später von lebenden Organismen als Energieressourcen verwendet werden. Auf der anderen Seite,Die Proteolyse ist äußerst wichtig für die Verarbeitung der bereits synthetisierten Polypeptidkette, um das aktive Proteinmolekül zu bilden. Es ist auch wichtig bei einigen zellulären und physiologischen Prozessen, wie zum Beispiel der Verhinderung der Akkumulation einiger unerwünschter Proteine in der Zelle. Der Hauptunterschied zwischen Proteasom und Protease besteht darin, dass das Proteasom an der Entfaltung von Proteinmolekülen beteiligt ist, während Proteasen Proteine in einzelne Aminosäuren zerlegen.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist Proteasom
? 3. Was sind Proteasen?
4. Ähnlichkeiten zwischen Proteasom und Protease.
5. Vergleich nebeneinander - Proteasom gegen Protease in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist Proteasom?
Die Proteasomen sind zylindrische Proteine, die vier gestapelte sieben Membranringe enthalten. Sie sind normalerweise im Cytosol zu finden. Die beiden äußeren Ringe werden als Alpha-Untereinheit bezeichnet und als inaktiv befunden. Die beiden inneren Ringe werden als Beta-Untereinheit bezeichnet und sind proteolytisch aktiv. Proteasome können sowohl in archaischen Bakterien als auch in eukaryotischen Organismen gefunden werden. Das eukaryotische 26S-Proteasom enthält ein Kernteilchen (20S), das aus sieben Alpha-Untereinheiten und sieben Beta-Untereinheiten besteht. Es enthält auch eine regulatorische Obergrenze (19S), die aus mindestens 17 Untereinheiten besteht. Das 26S-Proteasom ist an der Ubiquitin-gerichteten Entfaltung und Proteolyse in der eukaryotischen lebenden Zelle beteiligt. Um diesen Prozess durchzuführen, aktiviert ein E1-Enzym zuerst das Ubiquitinmolekül und überträgt es dann auf das E2-Enzym. Und schließlich bindet dieses Ubiquitinmolekül an den Lysinrest des Proteinmoleküls, der durch ein E3-Ligaseenzym abgebaut wird. Später lenkt das Ubiquitinmolekül die Erkennung des markierten Proteins, das durch das Proteasom abgebaut werden soll.
Abbildung 01: Proteasom
Das 26S-Proteasom besteht aus zwei 19S-regulatorischen Kappen und einem 20S-Kernteilchen. Die 19S-Kappe erkennt und bindet an ubiquitinierte Proteine, die von den ATP-Molekülen angetrieben werden. Einmal erkannt, muss das markierte Protein ubiquitiniert und entfaltet werden, um durch die engen Kanäle von 19S zu gelangen und in den 20S-Kern des zylindrischen Proteasomkomplexes einzutreten. Im 20S-Kern des Komplexes wird das Proteinmolekül tatsächlich in kleinere Polypeptide zerlegt. Dieser Prozess, der im Proteasomkomplex abläuft, ist ein Energieverlust, der von den ATP-Molekülen katalysiert wird.
Was sind Proteasen?
Proteasen werden als Peptidasen oder Proteinasen bezeichnet, die am Proteolyseprozess beteiligt sind. Im Gegensatz zum Proteasomkomplex teilen sich die Proteasen das Proteinmolekül in die einzelnen Aminosäuren und vervollständigen somit die Aufgabe bei der Proteolyse. Die Proteasen kommen in Tieren, Pflanzen, Archaeen, Bakterien und Viren vor.
Abbildung 02: Protease
Die verschiedenen Klassen von Proteasen können dieselbe Funktion mit unterschiedlichen katalytischen Mechanismen erfüllen. Proteasen sind an der Proteinverarbeitung, Verdauung, Photosynthese, Apoptose, viralen Pathogenese und anderen lebenswichtigen Aktivitäten beteiligt. Bei der Proteolyse wandeln sie das abzubauende Protein vollständig in die einzelnen Aminosäuren um. Neben Verdauungsproteasen sind auch Blutgerinnung, Immunfunktion, Reifung von Prohormonen, Knochenbildung und Recycling von Proteinen beteiligt, die von der lebenden Zelle nicht mehr benötigt werden.
Sieben Arten von Proteasen
Basierend auf der katalytischen Domäne gibt es sieben Arten von Proteasen:
- Serinproteasen - Verwendet die Serinalkoholgruppe
- Cysteinproteasen - Verwendet die Cycteinthiolgruppe
- Threoninproteasen - Verwendet sekundären Threoninalkohol
- Aspartic Protease - Verwendet Aspartatcarboxylgruppe
- Glutamische Proteasen - Verwendet Glutamatcarbonsäure
- Metalloproteasen - Verwendet Metall normalerweise "Zn"
- Asparagin-Peptid-Lyasen - Verwendet Asparagine
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Proteasom und Protease?
- Beide sind Proteinbiomoleküle.
- Beide haben katalytische und enzymatische Fähigkeiten.
- Beide sind am Proteolyse-Abbauweg der Proteine beteiligt.
- Beide katalysieren ATP-abhängige Energiereaktionen.
- Beide kommen in fast allen Organismen vor (Tiere, Pflanzen, Bakterien, Archaeen und Viren).
Was ist der Unterschied zwischen Proteasom und Protease?
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Proteasom gegen Protease |
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| Proteasom ist ein Proteinkomplex, der nicht benötigte oder beschädigte Proteine durch Proteolyse abbaut. | Protease ist ein Enzym, das Proteine und Peptide abbaut. |
| Struktur | |
| Das Proteasom ist ein relativ größeres Molekül mit Kernteilchen und regulatorischer Kappe. | Proteasen sind mit katalytischer Domäne relativ kleiner. |
| Funktion | |
| Proteinentfaltung und vorläufige Spaltung sind die Funktionen von Proteasomen. | Die vollständige Spaltung des Proteinmoleküls in einzelne Aminosäuren ist die Hauptfunktion von Proteasen. |
| Ubiquitin-Abhängigkeit | |
| Das Proteasom ist hinsichtlich seiner Aktivität von Ubiquitin abhängig (Ubiquitin gerichtet). | Proteasen sind hinsichtlich ihrer Aktivität nicht von Ubiquitin abhängig. |
| pH-Abhängigkeit | |
| Das Proteasom hängt für seine Aktivität nicht vom pH-Wert ab. | Proteasen hängen in ihrer Aktivität stark vom pH-Wert ab. |
| Molekulargewicht | |
| Proteasomen sind Moleküle mit hohem Molekulargewicht. | Proteasen haben Moleküle mit relativ niedrigem Molekulargewicht. |
Zusammenfassung - Proteasom gegen Protease
Proteolyse ist der Prozess des Abbaus des Protein-Biomolekül-Proteins in kleinere Polypeptide oder einzelne Aminosäuren. Typischerweise sind die an diesen Reaktionen beteiligten Enzyme zwei Typen: 1. Proteasomkomplex 2. Proteasen. Neben diesen Proteinmolekülen verursachen der niedrige pH-Wert, die niedrige Temperatur und der intramolekulare Verdau auch die Proteolyse von Proteinmolekülen. Das Proteasom ist an der Entfaltung des Proteins und der vorläufigen Spaltung beteiligt. Andererseits übernehmen Proteasen die vollständige Spaltung des Proteinmoleküls in einzelne Aminosäuren. Dies kann als Unterschied zwischen Proteasom und Protease angesehen werden.
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