ความแตกต่างที่สำคัญ – Proteasome vs Protease
โปรตีโอไลซิสเป็นกระบวนการสลายโปรตีนชีวโมเลกุลให้เป็นพอลิเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กกว่าหรือกรดอะมิโนแต่ละตัว ปฏิกิริยาที่ไม่เร่งปฏิกิริยาของการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์นั้นช้ามาก และต้องใช้เวลาหลายร้อยปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์ โดยปกติ เอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเหล่านี้มีสองประเภท; คอมเพล็กซ์ Proteasome และ Protease นอกจากโมเลกุลเหล่านี้แล้ว ค่า pH อุณหภูมิต่ำ และการย่อยภายในโมเลกุลยังส่งผลต่อการย่อยโปรตีนของโมเลกุลด้วย การสลายโปรตีนอาจมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันในสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น เอ็นไซม์ย่อยอาหารแบ่งอาหารออกเป็นกรดอะมิโนแต่ละชนิด ซึ่งสิ่งมีชีวิตใช้เป็นแหล่งพลังงานในภายหลังในทางกลับกัน การสลายโปรตีนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประมวลผลของสายโซ่พอลิเปปไทด์ที่สังเคราะห์แล้วเพื่อสร้างโมเลกุลโปรตีนที่ออกฤทธิ์ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญในกระบวนการของเซลล์และสรีรวิทยาบางอย่าง เช่น การป้องกันการสะสมของโปรตีนที่ไม่ต้องการในเซลล์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง proteasome และ protease คือ proteasome เกี่ยวข้องกับการคลายโมเลกุลโปรตีนในขณะที่ protease จะสลายโปรตีนออกเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัว
Proteasome คืออะไร
โปรทีโซมเป็นโปรตีนทรงกระบอกที่ประกอบด้วยวงแหวนเมมเบรนสี่วงเรียงซ้อนกันเจ็ดวง มักพบในไซโตซอล วงแหวนรอบนอกสองวงเรียกว่าหน่วยย่อยอัลฟ่าและพบว่าไม่ทำงาน วงแหวนชั้นในสองวงเรียกว่าเป็นหน่วยย่อยเบต้าและพวกมันทำงานสลายโปรตีน Proteasomes สามารถพบได้ทั้งในแบคทีเรียโบราณและสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอต โปรทีโซมยูคาริโอต 26S ประกอบด้วยอนุภาคหลัก (20S) หนึ่งอนุภาคซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยอัลฟ่าเจ็ดหน่วยและหน่วยย่อยเบต้าเจ็ดหน่วยนอกจากนี้ยังมีหมวกควบคุม (19S) ซึ่งประกอบด้วยหน่วยย่อยอย่างน้อย 17 หน่วย โปรทีโอโซม 26S มีส่วนเกี่ยวข้องกับ ubiquitin ที่กำกับการแฉและการสลายโปรตีนในเซลล์สิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอต เพื่อให้บรรลุกระบวนการนี้ เอ็นไซม์ E1 จะกระตุ้นโมเลกุลยูบิควิตินก่อน แล้วจึงถ่ายโอนไปยังเอ็นไซม์ E2 และสุดท้ายโมเลกุลของยูบิควิตินนี้จับกับไลซีนตกค้างของโมเลกุลโปรตีนที่จะถูกย่อยสลายโดยเอ็นไซม์ E3 ligase ต่อมาโมเลกุลของ ubiquitin ถูกสั่งให้รับรู้โปรตีนที่ถูกตั้งค่าสถานะให้ย่อยสลายโดย proteasome
รูปที่ 01: Proteasome
โปรทีโอโซม 26S ประกอบด้วยแคปควบคุม 19S สองตัวและอนุภาคแกน 20S หนึ่งตัว หมวก 19S รับรู้และจับกับโปรตีนที่แพร่หลาย ซึ่งขับเคลื่อนโดยโมเลกุล ATP เมื่อรับรู้แล้ว โปรตีนที่ถูกตั้งค่าสถานะจะต้องไม่แพร่หลายและคลี่ออกเพื่อที่จะผ่านช่องแคบๆ ของ 19S และเข้าสู่แกน 20S ของคอมเพล็กซ์โปรทีโซมทรงกระบอกในแกนกลางยุค 20 ของคอมเพล็กซ์ ที่จริงแล้วจะทำการสับโมเลกุลโปรตีนให้เป็นพอลิเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กกว่า กระบวนการที่เกิดขึ้นในคอมเพล็กซ์โปรทีโอโซมนี้เป็นการดำเนินการที่สูญเสียพลังงานเนื่องจากถูกเร่งโดยโมเลกุล ATP
โปรตีเอสคืออะไร
โปรตีเอสเรียกว่าเปปไทเดสหรือโปรตีเอสซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสลายโปรตีน ซึ่งแตกต่างจากโปรตีเอสโซมคอมเพล็กซ์ โปรตีเอสจะแบ่งโมเลกุลโปรตีนไปเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัว ด้วยเหตุนี้จึงทำหน้าที่ในการสลายโปรตีนให้สมบูรณ์ โปรตีเอสที่พบในสัตว์ พืช อาร์เคีย แบคทีเรีย และไวรัส
รูปที่ 02: โปรตีเอส
โปรตีเอสประเภทต่าง ๆ สามารถทำหน้าที่เดียวกันกับกลไกการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน โปรตีเอสเกี่ยวข้องกับกระบวนการแปรรูปโปรตีน การย่อยอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสง การตายของเซลล์ การเกิดโรคจากไวรัส และกิจกรรมที่สำคัญอื่นๆในกระบวนการสลายโปรตีน พวกมันจะเปลี่ยนโปรตีนให้ถูกย่อยสลายไปเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัวอย่างสมบูรณ์ นอกจากโปรตีเอสจากการย่อยอาหารแล้ว ยังเกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของเลือด การทำงานของภูมิคุ้มกัน การเติบโตของฮอร์โมนโปรตีเอส การสร้างกระดูก และการรีไซเคิลโปรตีนที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตไม่ต้องการอีกต่อไป
โปรตีเอสเจ็ดประเภท
บนพื้นฐานของโปรตีเอสโดเมนตัวเร่งปฏิกิริยามีเจ็ดประเภท
- ซีรีนโปรตีเอส – ใช้กลุ่มแอลกอฮอล์ซีรีน
- ซีสเตอีนโปรตีเอส – ใช้กลุ่มไซเทอีนไธออล
- ทรีโอนีนโปรตีเอส – ใช้แอลกอฮอล์รองธรีโอนีน
- แอสปาร์ติกโปรตีเอส – ใช้กลุ่มแอสพาเทตคาร์บอกซิลิก
- กลูตามิกโปรตีเอส – ใช้กรดกลูตาเมตคาร์บอกซิลิก
- Metalloprotease – ใช้โลหะโดยปกติ “Zn”
- Asparagine peptide lyases – ใช้ asparagines
โปรตีเอสกับโปรตีเอสมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร
- ทั้งสองเป็นโปรตีนชีวโมเลกุล
- ทั้งสองมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาและเอนไซม์
- ทั้งสองเกี่ยวข้องกับเส้นทางการย่อยสลายโปรตีนของโปรตีน
- ทั้งกระตุ้นปฏิกิริยาพลังงานที่ขึ้นกับ ATP
- พบทั้งสองในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด (สัตว์ พืช แบคทีเรีย อาร์เคีย และไวรัส)
โปรตีเอสกับโปรตีเอสต่างกันอย่างไร
โปรตีเอสกับโปรตีเอส |
|
| โปรตีโอโซมเป็นคอมเพล็กซ์โปรตีนที่ย่อยสลายโปรตีนที่ไม่ต้องการหรือเสียหายจากการสลายโปรตีน | โปรตีเอสเป็นเอนไซม์ที่สลายโปรตีนและเปปไทด์ |
| โครงสร้าง | |
| Proteasome เป็นโมเลกุลที่ค่อนข้างใหญ่กว่าโดยมีอนุภาคหลักและส่วนควบคุม | โปรตีเอสค่อนข้างเล็กเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา |
| Function | |
| การแตกตัวของโปรตีนและความแตกแยกเบื้องต้นเป็นหน้าที่ของโปรตีอาโซม | ความแตกแยกที่สมบูรณ์ของโมเลกุลโปรตีนเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัวเป็นหน้าที่หลักของโปรตีเอส |
| การพึ่งพา Ubiquitin | |
| Proteasome ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของ ubiquitin (กำกับ ubiquitin) | โปรตีเอสไม่ได้ขึ้นอยู่กับยูบิควิตินสำหรับกิจกรรมของมัน |
| การพึ่งพา pH | |
| Proteasome ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ pH ในการทำงาน | โปรตีเอสขึ้นอยู่กับ pH สำหรับกิจกรรมของมันอย่างมาก |
| น้ำหนักโมเลกุล | |
| โปรตีโอโซมเป็นโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง | โปรตีเอสมีโมเลกุลน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างต่ำ |
สรุป – Proteasome vs Protease
การสลายโปรตีนเป็นกระบวนการสลายโปรตีนชีวโมเลกุลโปรตีนไปเป็นพอลิเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กกว่าหรือกรดอะมิโนแต่ละตัว โดยปกติ เอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเหล่านี้มีอยู่ 2 ชนิด คือ 1.โพรทีโซมคอมเพล็กซ์ 2.โพรทีเอส นอกเหนือจากโมเลกุลโปรตีนเหล่านี้ ค่า pH อุณหภูมิและการย่อยภายในโมเลกุลต่ำยังทำให้เกิดการย่อยโปรตีนของโมเลกุลโปรตีนอีกด้วย Proteasome เกี่ยวข้องกับการตีแผ่โปรตีนและความแตกแยกเบื้องต้น ในทางกลับกัน โปรตีเอสทำหน้าที่แยกโมเลกุลโปรตีนออกเป็นกรดอะมิโนแต่ละชนิด สิ่งนี้สามารถใช้เป็นความแตกต่างระหว่าง Proteasome และ Protease
ดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของ Proteasome vs Protease
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ ความแตกต่างระหว่าง Proteasome และ Protease