Eukaryoottisen 20S-proteasomin rakenne ja kokoonpano

Abstract

Proteasomit ovat keskeisiä solun homeostaasin säätelytekijöitä, jotka hydrolysoivat solulle haitallisten proteiinien peptidisidoksia. 20S-proteasomi toimii proteasomeissa proteolyyttisena keskuksena, jossa tapahtuu solunsisäisten substraattien hajotus. 20S-proteasomi koostuu neljästä konservoituneesta heptameerisesta renkaasta, jotka muodostavat 20S-proteasomille ominaisen onton ja sylinterimäisen α7β7β7α7-rakenteen. Tutkielman tavoitteena on syventää käsitystämme eukaryoottisen 20S-proteasomin rakenteesta, aktiivisista keskuksista sekä kokoonpanomekanismista ja siihen vaikuttavista säätelytekijöistä. Tutkielman keskiössä on 20S-proteasomin kokoonpano, jossa viisi erilaista kaperonia (Pba1-Pba2, Pba3-Pba4 ja Ump1) sekä proteasomin β-alayksiköiden C- ja N-terminaaliset päät ohjaavat koordinoidusti 20S-proteasomin rakentumista. Kaperonien avulla ohjataan α-renkaiden muodostumista, minkä jälkeen β-alayksiköt integroidaan α-renkaaseen yksitellen ja lopulta puoliproteasomin dimerisaation avulla muodostetaan kokonainen 20S-proteasomi. Kaperonien vapauttaminen tai hajotus rakenteesta sekä β-alayksiköiden propeptidien autokatalyyttinen prosessointi aktivoivat 20S-proteasomin proteolyyttisen aktiivisuuden. Proteasomin kokoonpanomekanismi sisältää vielä monia epäselviä kohtia, minkä takia kokoonpanoon vaikuttavien säätelytekijöiden ja kokoonpanomekanismin tutkiminen on tärkeää myös tulevaisuudessa.