Hebben lysosomen eiwitten? 7 feiten (wat, waar, hoe)

by

Lysosomen zijn membraangebonden organellen die verschillende soorten enzymen. Ze zijn betrokken bij de afbraak van verschillende biomoleculen. Laten we eens kijken of het eiwitten bevat.

Lysosomen hebben eiwitten in hun structuur omdat het een belangrijk onderdeel vormt van biomoleculen die in de lysosomen worden afgebroken. Deze eiwitten zijn meestal verkeerd gevouwen eiwitten en cyclische eiwitten of zijn aanwezig als structurele componenten.

Laten we in dit artikel de soorten eiwitten bespreken die in lysosomen worden aangetroffen, hoe eiwitten in lysosomen worden geproduceerd, de functies ervan en enkele andere gerelateerde onderwerpen.

Welke eiwitten zitten er in lysosomen?

Lysosomale eiwitten kunnen aanwezig zijn in de vorm van membraaneiwitten, als enzymen die katalytische reacties teweegbrengen en als enzymen die afgebroken worden. Sommige soorten lysosomale eiwitten worden hieronder vermeld:

  • Protonpompen– Lysosomale enzymen kan alleen functioneren bij een lage pH die wordt gehandhaafd door de protonpompen. Een lage pH zorgt ervoor dat het organel niet per ongeluk de inhoud van een cel kan verteren. In geval van accidentele afgifte van de lysosomale inhoud worden de enzymen ervan inactief in het cytosol omdat het een neutrale pH heeft.
  • LAMP's- LAMP's of lysosoom-geassocieerde membraaneiwitten maken deel uit van het lysosomale membraan. Het zijn glycoproteïnen. Ze nemen deel aan het transport van hydrolase-enzymen en lipiden, fagocytose en autofagie.
  • Enzymen - Lysosomen zijn rijk aan verschillende soorten enzymen die in feite eiwitten zijn. De voorlopers van deze enzymen worden gebiosynthetiseerd in het endoplasmatisch reticulum, gevolgd door de modificaties en verpakking in de Golgi-apparaat.
  • Verkeerd gevouwen eiwitten - Verschillende omgevingsfactoren en stochastische factoren kunnen leiden tot het verkeerd vouwen van eiwitten. Ophoping van dergelijke verkeerd gevouwen eiwitten in de cel kan stoornissen veroorzaken.
  • Cyclische eiwitten- Sommige regulerende eiwitten ondergaan periodiek gecontroleerde afbraak. Een voorbeeld zijn de cycline-eiwitten die tijdens het celdelingsproces op de checkpoints aanwezig zijn.

Waar worden lysosoomeiwitten geproduceerd?

Lysosomen zorgen voor eiwitafbraak om aminozuren te produceren. Laten we eens kijken waar eiwitten worden geproduceerd in de lysosomen.

Eiwitten worden afgebroken en gerecycled in het lumen van het lysosoom. Het lumen van de lysosomen is rijk aan allerlei enzymen. Daarom zijn deze enzymatische reacties beperkt tot het lumen van het organel. De daardoor geproduceerde aminozuren worden vervolgens naar het cytosol getransporteerd.

Hoe worden lysosoomeiwitten geproduceerd?

Lysosomen kunnen verschillende eiwitten afbreken. Laten we de stappen bespreken die betrokken zijn bij het proces van afbraak van verkeerd gevouwen eiwitten en de productie van de aminozuren.

  1. Herkenning van verkeerd gevouwen eiwitten: In sommige gevallen worden eiwitten die een specifieke sequentie van aminozuren bevatten (lysine, fenylalanine, glutaminezuur, arginine en glutamine) door het lysosoom aangevallen voor afbraak.
  2. Transport van verkeerd gevouwen eiwitten: De verkeerd gevouwen eiwitten worden door autofagie of endocytose naar de lysosomen getransporteerd.
  3. Eiwitafbraak: cathepsines zijn verantwoordelijk voor de afbraak van de eiwitten. Cathepsinen zijn een groep lysosomale eiwitten die actief zijn bij een lage pH. Ze vormen de meerderheid van de protease-enzymen die in de lysosomen aanwezig zijn.

Hoe gaan eiwitten naar lysosomen?

Transport van eiwitten naar de lysosomen kan worden gemedieerd via door membraan ingesloten structuren die verschillende herkenningsfactoren bezitten. Laten we het in detail bekijken.

Autofagie en endocytose zijn de manieren waarop cytoplasmatische eiwitten naar de lysosomen worden overgebracht. Autofagie kan van drie soorten zijn: CMA (chaperone gemedieerde autofagie), marcoautofagie en microautofagie.

1. Door chaperonne gemedieerde autofagie

Doeleiwitten hebben een specifieke volgorde van aminozuren, namelijk lysine, fenylalanine, glutaminezuur, arginine en glutamine. Deze sequentie wordt blootgesteld bij verkeerd vouwen en is gericht op degradatie. LAMP's (of lysosoom-geassocieerde membraaneiwitten) fungeren als de receptoren in deze route.

2. Macroautofagie

In deze route kapselen dubbele vliezige structuren, autofagosomen genaamd, cytosolische eiwitten in. Laten we eens kijken welke stappen daarbij betrokken zijn.

  • Omegasome: Deze lipide dubbellaagse structuren worden gevormd tijdens de initiatie van het proces. Ze zijn langwerpig van vorm.
  • fagofoor: Omegasomen strekken zich uit en vormen een komvormige structuur die fagoforen worden genoemd. Deze structuren worden nog langer om de lading, zoals verkeerd gevouwen eiwit, in te kapselen.
  • Autofagosoom: wanneer de eiwitten in het membraan worden ingekapseld, vormen ze autofagosomen die de lading van het cytoplasma scheiden.

3. Microautofagie

Microautofagie is een ander type autofagie dat voorkomt in lysosomen of vacuolen. Deze route omvat intracellulaire niet-selectieve afbraak van eiwitten en cellulaire organellen. Deze route is voornamelijk verantwoordelijk voor het handhaven van de membraanhomeostase, de grootte van het organel en de overleving van de cel onder stikstofschaarste.

Wat doet het lysosoom met eiwitten?

Eiwitten kunnen ook in conjugatie met andere biomoleculen aanwezig zijn. Voor afbraak kunnen meer dan twee enzymen nodig zijn. Laten we de verschillende enzymen die erbij betrokken zijn bespreken.

  • Cathepsineproteasen: Peptidase-enzymen die tot de familie van cathepsines behoren, breken eiwitten en lipoproteïnen met lage dichtheid af. Ze bemiddelden ook endocytose en macroautofagie van verschillende enzymen. Ze kunnen ook deelnemen aan signaleringsprocessen.
  • fosfolipasen: ze breken de lipoproteïnen af ​​die voornamelijk aanwezig zijn in de cellulaire en organellaire membranen.
  • Glycosidasen: Glycogeen met verbindingen zoals glycoproteïnen, glycosaminoglycanen en glycosfingolipiden, worden gewoonlijk afgebroken met behulp van glycosidasen-enzymen. Deze splitsen de koolhydraatresiduen die aanwezig zijn aan de uiteinden van deze polymeren.
  • Lysosomale zure lipasen: deze spelen een cruciale rol bij de membraanintegriteit, signalering en energiemetabolisme. Ze bemiddelen bij de afbraak van lipoproteïnen en triglyceriden om respectievelijk cholesterol en vetzuren vrij te maken.
  • Sulfatasen: deze evolutionair geconserveerde familie van enzymen is verantwoordelijk voor de afbraak van glycosaminoglycanen. Enkele voorbeelden van glycosaminoglycanen zijn heparine, heparansulfaat, kerataansulfaat, sulfolipiden en zwavelcontainerhormonen.
  • Nucleasen: deze enzymen bemiddelen de hydrolyse van nucleïnezuren zoals RNA's (ribonucleïnezuren) en DNA's (deoxyribonucleïnezuren).

Functie van eiwitten in lysosomen?

Lysosoom bevat een enorme verscheidenheid aan eiwitten, elk met een verschillende structuur en nog meer verschillende functies. Laten we enkele van hun functies bespreken.

  • Membraaneiwitten: Eiwitten die in het membraan aanwezig zijn, reguleren de in- en uitgang van materialen van en naar het lysosoom. Ze reguleren ook de fusie van fagosomen met het membraan.
  • Protonpompen: deze zijn ingebed in het membraan van de lysosomen en zorgen ervoor dat het een zure pH heeft door waterstofionen in te pompen. De zeer zure omgeving van het organel zorgt ervoor dat de enzymen worden geactiveerd.
  • enzymen: Lysosomen zijn een opslagplaats van verschillende enzymen. Ze zijn verantwoordelijk voor de afbraak van verschillende macromoleculen in hun respectievelijke bestanddelen.

Maakt lysosoom eiwitten?

Lysosomale enzymen breken de eiwitten selectief of niet-selectief in volgorde af
aminozuren te produceren die door de cel opnieuw kunnen worden gebruikt.

Lysosomen produceren geen eiwitten, maar hun bouwstenen, dat wil zeggen aminozuren, wel. Meestal breekt de cel alle eiwitten af ​​die er naar toe worden gebracht en die de cel niet meer nodig heeft. Maar wanneer cellen uitgehongerd zijn, voeren ze selectieve afbraak van eiwitten uit om de cel van aminozuren te voorzien.

Conclusie

Afbraak van eiwitten is niet alleen belangrijk om ze te recyclen, maar ook om te voorkomen dat ze zich ophopen in de cellen. Studies hebben gesuggereerd dat het vermogen om de
eiwitten worden verminderd met de leeftijd.

Lees ook: