蛋白酶解

蛋白酶解()或蛋白水解,是借由蛋白酶、肽酶水解蛋白质,使其降解为较小的肽类或氨基酸的过程。通常情况下,被水解的都是肽键,且在蛋白酶的作用下进行,因此常称“蛋白酶”解。但也可能发生分子内消化,以及不依赖酶的途径,如酸和热的作用而产生的降解,此时称蛋白水解。

蛋白酶解在有机体中有多种用途,比如消化酶降解食物中的蛋白,为机体提供氨基酸;完成轉译的多肽链也需要水解加工才能产生有活性的蛋白质;某些生理和细胞过程的调控也是通过蛋白质的酶解进行;还有蛋白酶解可以防止不必要的或不正常的蛋白质在细胞中的积累。

蛋白质的轉译后修飾
蛋白質生物合成过程中,许多肽链在轉译之后的要切除一些片段才能形成有功能的蛋白质。比如N-末端甲硫氨酸的去除,信号肽的去除,无活性的蛋白质原切除前体变为有活性的蛋白质。一些蛋白质最初合成时为前蛋白原(preproprotein),切除一段肽链后成为蛋白原(proprotein),再切除一段肽链后才成为有功能的蛋白质。比如,白蛋白在刚合成时是包含信号肽的前白蛋白原。在信号肽被切除后成为白蛋白原,进一步切除N-末端的6个氨基酸残基后才成为有活性的白蛋白。
移除N-末端甲硫氨酸
起始的甲硫氨酸(在原核生物中是fMet)可在蛋白质的轉译之初就被移除。比如在大肠杆菌中,甲酰甲硫氨酸会在第二个氨基酸残基的侧链基团较小或不带电荷时会被有效地移除,但第二个氨基酸残基较大或带电荷则不会。在原核生物和真核生物中,都可以通过暴露的N-末端残基的N端法则来确定蛋白质的半衰期。
切除信号肽
蛋白质是通过N-末端的信号肽来到达最终目的地或特定细胞器的。在蛋白质的完成跨膜后,信号肽就会被切除。

多聚蛋白的切割
一些蛋白和真核生物的大部分肽类激素在轉译时是以多个肽段聚合成一个大的肽链被合成的,这被称为多聚蛋白质(polyprotein),多聚蛋白需要切割才能形成有功能的肽段。如多聚蛋白质前阿片黑素细胞皮质激素(POMC)就包含了多条多肽类激素。而POMC的切割模式在不同组织间有很大不同,同一个多聚蛋白可以切割出不同的多肽激素组合来。

许多病毒也将其多个蛋白以单一多肽链的形式合成(由一个多顺反子mRNA轉译而来),这个多肽随后也会被切割成有功能的肽链

细胞凋亡调控
胱天蛋白酶是细胞凋亡过程中的重要酶类,胱天蛋白酶的前体——胱天蛋白酶原(procaspase)可在结合后被水解激活,此后通过或执行下一步反应。

参见

  • 蛋白酶
  • 蛋白酶体

参考文献
外部链接

  • [http://www.jproteolysis.com The Journal of Proteolysis] is an open access journal that provides an international forum for the electronic publication of the whole spectrum of high-quality articles and reviews in all areas of proteolysis and proteolytic pathways.

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