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conocidos, bastantes de ellos dependientes energéticamente
de ATP. Tiene una relevancia especial uno en el que participan
la proteína señalizadora ubiquitina y el complejo proteolítico
proteasoma 26S (Recuadro 16-2). 
Metabol ismo ni trogenado | 277
Recuadro 16-2.
EL PROTEASOMA 26S
La vía ubiquitina-proteasoma cataliza la
mayor parte de los procesos de degrada-
ción de las proteínas en los que no inter-
vienen los lisosomas. En este complejo
se incluyen dos componentes con fun-
ciones totalmente distintas: la ubiquitina,
cuya misión es señalar las proteínas que
deben ser degradadas y el proteasoma
26S (valor de su coeficiente de sedimen-
tación) que es el complejo proteínico que
realmente realiza la misión degradativa. 
Para que la proteólisis se pueda lle-
var a cabo por el proteasoma 26S, es
condición indispensable la existencia de
una señal de degradación en la proteína
objeto de la proteólisis. Para ello, es
necesario el concurso de la ubiquitina,
que es un polipéptido presente en el cito-
plasma y en el núcleo celular (con fun-
ciones estructurales que se asocian a las
histonas) con 76 residuos de aminoáci-
dos, de 8.6 kDa, muy conservado, que se
une covalentemente a las proteínas a
señalizar, mediante un sistema multien-
zimático de tres proteínas: E1 (activación
de ubiquitina), E2 (conjugación de ubi-
quitina) y E3 (unión de ubiquitina), tal
como se indica en la Figura 16-3. La ubi-
quitinación consiste en la repetición de
una reacción en cascada E1-E2-E3. El
proceso de ubiquitinación se halla dota-
do de cierta reversibilidad y se han
encontrado diversas enzimas con activi-
dad desubiquitinasa. La unión entre la
ubiquitina y la proteína elegida se lleva a
cabo a través de un enlace isopeptídico,
entre el carboxilo terminal de la ubiquiti-
na y grupos ε-amino lisínicos de la pro-
teína, lo que da lugar a una proteína de
estructura ramificada. Previamente, la
ubiquitina debe ser activada usando 
la energía de la hidrólisis de ATP hasta
AMP y pirofosfato. La ubiquitina tam-
bién posee otras funciones facilitadoras
de la proteólisis intracelular, ya que favo-
rece el paso de las proteínas destruibles
hacia las vacuolas lisosómicas.
Los complejos proteasomas son
complicadas maquinarias proteolíticas
celulares especializadas en la proteóli-
sis. Están compuestos de una porción
catalítica central cilíndrica, abarrilada,
y dos extremos reguladores, con una
masa molecular de unos 2100 kDa.
La porción central proteasa 20S
tiene un peso molecular de 700-750
kDa y se halla compuesta de 28 subuni-
dades proteicas, codificadas por 14
genes en las células eucarióticas, dis-
puestas en una forma apilada de cuatro
anillos. El proteasoma 20S, por sí
mismo, es poco funcional y solamente
es capaz de degradar péptidos de peque-
ñas dimensiones, con bastante lentitud y
algunos grandes, cuando éstos se
encuentran muy desnaturalizados. Las
proteínas sustratos de este tipo de enzi-
mas denominadas abarriladas, para ser
transformadas, han de estar previamen-
te desplegadas o desnaturalizadas y
entrar en su interior a través de una
especie de canales o poros adecuados.
Figura 16-3. Esquema de funcionamiento del sistema ubiquitina-proteasoma 26S.
Las porciones reguladoras del proteasoma 26S localizan y despliegan las proteínas
diana. A continuación, se polinbiquitinan mediante las enzimas E1-E2-E3, consu-
miendo ATP. Finalmente, se realiza la proteólisis, nuevamente consumiendo ATP.
Proteasoma
Detalles
E1. Enzima activadora de ubiquitina
E2. Enzima conjugadora de ubiquitina
E3. Enzima direccionadora de ubiquitina
20S. Porción catalítica del proteasoma 26S
P700. Porciones reguladoras del proteasoma 26S
Productos
proteolíticos
P700 P700
Ubiquitina
SH
E1
COOH
ATP
AMP + PPi
SCO
HS
E3
Lys
ATP
AMP + PPi
Ubiquitina
20S
S
E2
CO
Nuevos ciclos de
ubiquitinación
Proteína
diana
suele culminar el periplo de las vacuolas endocíticas, también
hidrolizan las proteínas capturadas en procesos de ese tipo, de
origen extracelular. También existe un catabolismo proteolíti-
co intracelular, pero extralisosomal, con muchos sistemas
(Continúa en la página siguiente)
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