Proteasomale Biogenese

Das 26S-Proteasom ist ein 2,5-MDa-Proteinkomplex, dessen Aufgabe es ist, polyubiquitinierte Proteine ​​in eukaryotischen Zellen rechtzeitig abzubauen. Es besteht aus einem tonnenförmigen 20S-Kernteilchen (CP), das mit einem oder zwei regulatorischen 19S-Teilchen assoziiert ist. Der 20S CP besteht aus 7 verschiedenen a- und 7 verschiedenen b-Untereinheiten, die zu gestapelten a7 / b7 / b7 / a7-Ringen zusammengesetzt sind. Die 20S-Proteasom-Biogenese ist ein geordneter Prozess, der von mehreren Chaperonen unterstützt wird, nämlich Pba1-4 und Ump1. Die heterodimeren Chaperone Pba1-2 und Pba3-4 fördern eine Ringanordnung und die anschließende Addition der Untereinheiten b2, b3 und b4 verdrängt Pba3-4. Das nächste nachweisbare Zwischenprodukt wird als 15S-Vorläuferkomplex bezeichnet und enthält zusätzlich b5, b6, b1 und Ump1. Nach Zugabe von b7 dimerisieren zwei 15S-Komplexe schnell und es findet eine autokatalytische Pro-Peptid-Spaltung der proteolytischen Untereinheiten b1, b2 und b5 statt. Unsere kürzlich durchgeführte Studie erläutert die späten Schritte der Hefe-20S-Biogenese mithilfe einer Kombination aus biochemischer Analyse, Einzelpartikel-EM sowie Vernetzungs- und massenspektrometrischer Analyse. Wir zeigen, dass Ump1 ein weitgehend unstrukturiertes Protein ist, das sich entlang der Innenfläche der a- und b-Ringe des Proteasoms schleift und dass Pba1-2 in frühen proteasomalen Vorläufern in der Mitte des a-Rings eingebettet ist. Das Pba1-2-Heterodimer wird durch strukturelle Umlagerungen während der Reifung des Proteasoms ausgestoßen und dabei recycelt und nicht abgebaut.