هل تحتوي الليزوزومات على بروتينات؟ 7 حقائق (ماذا وأين وكيف)

الليزوزومات هي عضيات مرتبطة بالغشاء تمتلك عدة أنواع من الانزيمات. يشاركون في تحلل العديد من الجزيئات الحيوية. دعونا نرى ما إذا كان يحتوي على بروتينات.

تحتوي الليزوزومات على بروتينات داخل هيكلها لأنها تشكل جزءًا رئيسيًا من الجزيئات الحيوية التي تتحلل في الجسيمات الحالة. عادة ما تكون هذه البروتينات البروتينات الخاطئة والبروتينات الحلقية أو موجودة كمكونات هيكلية.

دعونا نناقش أنواع البروتينات الموجودة في الجسيمات الحالة ، وكيفية إنتاج البروتينات في الجسيمات الحالة ، ووظائفها وبعض الموضوعات الأخرى ذات الصلة في هذه المقالة.

ما هي البروتينات الموجودة في الجسيمات الحالة؟

يمكن أن توجد البروتينات الليزوزومية في شكل بروتينات غشائية ، مثل الإنزيمات التي تحدث تفاعلات تحفيزية وكالإنزيمات التي تتفكك. بعض أنواع البروتينات الليزوزومية مذكورة أدناه:

  • مضخات بروتون- يمكن أن تعمل الإنزيمات الليزوزومية فقط عند درجة حموضة منخفضة يتم الحفاظ عليها بواسطة مضخات البروتون. يؤدي انخفاض درجة الحموضة إلى منع العضية من هضم محتويات الخلية عن طريق الخطأ. في حالة الإطلاق العرضي للمحتويات الليزوزومية ، تصبح إنزيماته غير نشطة في العصارة الخلوية حيث يحتوي على درجة حموضة محايدة.
  • LAMPs- تعد LAMPs أو بروتينات الغشاء المرتبطة بالجسيم الحلزوني جزءًا من الغشاء الليزوزومي. هم بروتينات سكرية. يشاركون في نقل إنزيمات الهيدرولاز والدهون ، البلعمة والالتهام الذاتي.
  • الإنزيمات- الليزوزومات غنية بأنواع مختلفة من الإنزيمات التي هي في الأساس بروتينات. يتم تصنيع سلائف هذه الإنزيمات حيوياً في الشبكة الإندوبلازمية التي تليها التعديلات والتعبئة في جهاز جولجي.
  • البروتينات المشوهة- قد تؤدي العوامل البيئية المختلفة والعوامل العشوائية إلى اختلال البروتينات. يمكن أن يسبب تراكم مثل هذه البروتينات المشوهة في الخلية اضطرابات.
  • البروتينات الحلقية - تخضع بعض البروتينات التنظيمية لتدهور دوري محكوم. مثال على ذلك هو بروتينات cyclin الموجودة عند نقاط التفتيش أثناء عملية انقسام الخلية.

أين يتم إنتاج بروتينات الليزوزوم؟

تسبب الليزوزومات تحلل البروتين لإنتاج الأحماض الأمينية. دعونا نرى أين يتم إنتاج البروتينات داخل الجسيمات الحالة.

تتحلل البروتينات ويعاد تدويرها في تجويف الليزوزوم. إن تجويف الجسيمات الحالة غني بجميع أنواع الإنزيمات. ومن ثم ، فإن هذه التفاعلات الأنزيمية تقتصر على تجويف العضية. ثم يتم نقل الأحماض الأمينية الناتجة عن ذلك إلى العصارة الخلوية.

كيف يتم إنتاج بروتينات الليزوزوم؟

يمكن أن تحلل الجسيمات الحالة مجموعة متنوعة من البروتينات. دعونا نناقش الخطوات المتبعة في عملية تدهور البروتينات غير المطوية وإنتاج الأحماض الأمينية.

  1. التعرف على البروتينات غير المطوية: في بعض الحالات ، يتم استهداف البروتينات التي تحتوي على تسلسل محدد من الأحماض الأمينية (ليسين ، فينيل ألانين ، حمض الجلوتاميك ، أرجينين وجلوتامين) بواسطة الليزوزوم للتحلل.
  2. نقل البروتينات غير المطوية: يتم نقل البروتينات غير المطوية إلى الجسيمات الحالة عن طريق البلعمة الذاتية أو الالتقام الخلوي.
  3. تدهور البروتين: كاثيبسين مسؤولة عن تكسير البروتينات. الكاتيبسين هي مجموعة من البروتينات الليزوزومية التي تنشط عند درجة حموضة منخفضة. يشكلون غالبية إنزيمات البروتياز الموجودة في الجسيمات الحالة.

كيف البروتينات تذهب إلى الجسيمات؟

يمكن التوسط في نقل البروتينات إلى الجسيمات الحالة من خلال الهياكل المغلقة الغشائية التي تمتلك عوامل تمييز مختلفة. دعونا نرى بالتفصيل.

الالتهام الذاتي والبطانة هي الطرق التي تنتقل بها البروتينات السيتوبلازمية إلى الجسيمات الحالة. يمكن أن يكون الالتهام الذاتي من ثلاثة أنواع: CMA (الالتهام الذاتي بوساطة المرافق) ، marcoautophagy و التلقيح الجزئي.

1. وصية الالتهام الذاتي بوساطة

البروتينات المستهدفة لها تسلسل محدد من الأحماض الأمينية وهو ليسين ، فينيل ألانين ، حمض الجلوتاميك ، أرجينين وجلوتامين. يتعرض هذا التسلسل عند حدوث خلل ويستهدف التدهور. تعمل LAMPs (أو البروتينات الغشائية المرتبطة بالجسيم الحلزوني) كمستقبلات في هذا المسار.

2. التلقيح الكلي

في هذا المسار ، تغلف الهياكل الغشائية المزدوجة المسماة autophagosomes بروتينات العصارة الخلوية. دعونا نرى ما هي الخطوات المتبعة فيه.

  • Omegasome: تتشكل هذه الهياكل ثنائية الطبقة الدهنية أثناء بدء العملية. ممدودون في الشكل.
  • Phagophore: تستطيل Omegasomes وتشكل بنية على شكل كوب تسمى phagophores. تتمدد هذه الهياكل بشكل أكبر لتغليف الحمولة مثل البروتين غير المطوي.
  • البلعمة الذاتية: عندما يتم تغليف البروتينات داخل الغشاء ، فإنها تشكل جسيمات جسيمية ذاتية تفصل الحمولة عن السيتوبلازم.

3. Microautophagy

البلعمة الجزئية هي نوع آخر من الالتهام الذاتي الذي يحدث إما في الجسيمات الحالة أو الفجوات. يتضمن هذا المسار التحلل غير الانتقائي داخل الخلايا للبروتين والعضيات الخلوية. هذا المسار مسؤول بشكل أساسي عن الحفاظ على توازن الغشاء وحجم العضية وبقاء الخلية في ظل ندرة النيتروجين.

ماذا تفعل الجسيمات الحالة للبروتينات؟

يمكن أن توجد البروتينات في اقتران مع الجزيئات الحيوية الأخرى أيضًا. يمكن أن يحتاج التحلل إلى أكثر من إنزيمين. دعونا نناقش مختلف الإنزيمات المتضمنة فيه.

  • كاثيبسين بروتياز: إنزيمات الببتيداز التي تنتمي إلى عائلة الكاتيبسين ، تكسر البروتينات والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة. لقد توسطوا أيضًا في الالتقام الخلوي والتلوث الكلي للعديد من الإنزيمات. يمكنهم المشاركة في عمليات الإشارة أيضًا.
  • Phospholipases: تكسر البروتينات الدهنية الموجودة بشكل رئيسي في الأغشية الخلوية والعضوية.
  • جليكوزيدات: الجليكوجين تحتوي على مركبات مثل البروتينات السكرية والجليكوزامينوجليكان والجليكوسفينجوليبيد ، وعادة ما يتم تكسيرها بمساعدة إنزيمات الجليكوزيداز. تشق هذه البقايا الكربوهيدراتية الموجودة عند أطراف هذه البوليمرات.
  • ليباز حمض الليزوزومال: تلعب هذه الليباز دورًا مهمًا في سلامة الغشاء ، والإشارات ، واستقلاب الطاقة. يتوسطون في تحلل البروتينات الدهنية والدهون الثلاثية لتحرير الكوليسترول والأحماض الدهنية على التوالي.
  • الكبريتات: عائلة الإنزيمات المحفوظة تطوريًا هي المسؤولة عن تكسير الجليكوزامينوجليكان. بعض أمثلة الجليكوزامينوجليكان هي الهيبارين وكبريتات الهيباران وكبريتات الكيراتان والسلفوليبيدات وهرمونات حاوية الكبريت.
  • نوكلياز: تتوسط هذه الإنزيمات في التحلل المائي للأحماض النووية مثل RNAs (أحماض الريبونوكليك) والحمض النووي (أحماض ديوكسي ريبونوكلييك).

وظيفة البروتينات في الجسيمات؟

يحتوي الليزوزوم على مجموعة كبيرة ومتنوعة من البروتينات ، لكل منها بنية متنوعة ووظائف أكثر تنوعًا. دعونا نناقش بعض وظائفهم.

  • بروتينات الغشاء: تنظم البروتينات الموجودة في الغشاء دخول وخروج المواد من وإلى الليزوزوم. كما أنها تنظم اندماج البلعمة مع الغشاء.
  • مضخات البروتون: يتم تضمينها في غشاء الجسيمات الحالة وتسمح لها بالحصول على درجة حموضة حمضية عن طريق ضخ أيونات الهيدروجين. تسمح البيئة شديدة الحموضة للعضية بتنشيط الإنزيمات.
  • الإنزيمات: Lysosomes هي مخزن لأنزيمات مختلفة. هم مسؤولون عن تحلل الجزيئات الكبيرة المختلفة في مكوناتها الخاصة.

هل يصنع الليزوزوم البروتينات؟

تقوم الإنزيمات الليزوزومية بتفكيك البروتينات إما بشكل انتقائي أو غير انتقائي بالترتيب
لإنتاج الأحماض الأمينية التي يمكن للخلية إعادة استخدامها.

لا تنتج الليزوزومات البروتينات ولكن كتل بنائها ، أي الأحماض الأمينية. عادة ، تقوم الخلية بتفكيك جميع البروتينات التي يتم إحضارها إليها ولا تحتاجها الخلية بعد الآن. ولكن عند تجويع الخلايا ، فإنها تقوم بالتدهور الانتقائي للبروتينات من أجل تزويد الخلية بالأحماض الأمينية.

في الختام

لا يعد تكسير البروتينات مهمًا فقط لإعادة تدويرها ولكن أيضًا لمنعها من التراكم في الخلايا. اقترحت الدراسات أن القدرة على تفكيك
تتناقص البروتينات مع تقدم العمر.

انتقل إلى الأعلى