Proteasom
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Einordnung: Chemischer Stoff | Enzym
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Das Proteasom ist ein großer Proteinkomplex, der im Cytoplasma und im Zellkern Proteine zu Fragmenten abbaut. Das Proteasom besteht aus einer 20S- und zwei 19S-Untereinheiten, die ihrerseits wieder aus mehreren Proteinen zusammengesetzt sind. Die 20S-Untereinheit ein hohler Zylinder. An der Innenwand ist die proteolytische Aktivität lokalisiert. Die 19S-Komplexe sitzen als Deckel (cap) auf den beiden Öffnungen des 20S-Komplexes. Sie regulieren den Zugang zum 20S-Komplex und erkennen und entfalten zum Abbau bestimmte Proteine (nur entfaltete Proteine passen in den 20S-Komplex hinein). Zum Abbau bestimmte Proteine werden in einem mehrstufigen enzymatischen Prozess mit einer Polyubiquitin-Kette markiert und werden daran von den 19S-Komplexen erkannt. Ubiquitin ist ein kleines Molekül mit einem Molekulargewicht von 6,5 kDa. Die Polyubiquitin-Kette wird beim Abbau in ihre einzelnen Ubiquitin-Moleküle zerlegt, die dann wiederverwendet werden können. Der Proteinabbau ist für die Zelle lebensnotwendig. So werden metabolische Enzyme, Transkriptionsfaktoren oder auch den Zellzyklus regulierende Proteine wie Zykline, CDK-Inhibitoren oder Zellzyklusregulatoren degradiert. Ebenso werden fehlerhafte Proteine abgebaut.
Diese Funktionen machen das Proteasom zu einem zentralen Schalter innerhalb der Zelle. Als dieser und insbesondere auch wegen seiner Funktionen im Zellzyklus wird das Proteasom als ein mögliches Ziel für die Therapie verschiedener Krankheiten, u.a. von Krebserkrankungen, angesehen. Proteasomeninhibitoren, d.h. chemische Substanzen, die die Aktivität des Proteasoms hemmen, sind zur Zeit in der klinischen Untersuchung als Medikamente gegen bestimmte Tumoren und neurodegenerative Krankheiten, wie z.B. Chorea Huntington.
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