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細胞機械が分解のためのタンパク質をどのようにラベル付けするか

細胞機械は、さまざまなメカニズムを利用して、分解のためにタンパク質を標識し、損傷、誤って、または不必要なタンパク質が細胞から除去されるようにします。 2つの顕著なメカニズムは、ユビキチン化とオートファジーです。

ユビキチン化:

ユビキチン化は、ユビキチンと呼ばれる小さなタンパク質修飾子が標的タンパク質に取り付けられている重要なプロセスであり、本質的に分解のためにそれをマークします。このプロセスには、ユビキチン活性化酵素(E1S)、ユビキチン結合酵素(E2S)、およびユビキチンリガーゼ(E3S)によって実行される一連の酵素反応が含まれます。

-E1酵素は、ユビキチンC末端とE1酵素上のシステイン残基の間にチオエステル結合を形成することにより、ユビキチンを活性化します。

-E2酵素は、活性化されたユビキチンをE1酵素から運び、E2-ユビキチンチオエステル中間体を形成します。

-E3酵素は、ユビキチンをE2酵素から標的タンパク質に転写する原因です。 E3酵素は、害虫シーケンスや誤って折り畳まれた領域など、標的タンパク質内の特定の分解信号またはモチーフを認識できます。

標的タンパク質がポリユビキチン化されると、細胞の「シュレッダー」として機能する大きなタンパク質複合体であるプロテアソームによって認識されます。プロテアソームは、ユビキチン化タンパク質を展開および分解し、その構成要素(アミノ酸)をリサイクルのために細胞プールに戻します。

オートファジー:

オートファジーは、タンパク質、脂質、オルガネラを含むさまざまな細胞成分の分解とリサイクルを伴うより広範な細胞プロセスです。オートファジーには、マクロオートファジー、ミクロオートファジー、シャペロン媒介オートファジーの3つの主要なタイプがあります。

- マクロオートファジー:これはオートファジーの最も一般的な形式です。これには、タンパク質を含む細胞質成分がオートファゴソームと呼ばれる二重膜小胞への隔離を伴います。オートファゴソームは、リソソームと融合し、そこでは囲まれた材料がリソソーム酵素によって分解されます。

- 微小自動療法:このプロセスでは、細胞質の一部は、オートファゴソームの形成なしにリソソームによって直接飲み込まれ、分解されます。

- シャペロンを介したオートファジー:この選択的なオートファジーは、特定の認識モチーフを含む特定のタンパク質を標的とします。これらのタンパク質は認識され、シャペロンタンパク質によってリソソームに送達されます。

これらのプロセスを通じて、細胞は損傷したタンパク質または不必要なタンパク質を効率的に除去し、細胞の恒常性を維持し、貴重なリソースをリサイクルできます。タンパク質分解経路の調節不全は、さまざまなヒト疾患に関連しており、細胞の健康と機能における重要な役割を強調しています。

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