蛋白酶是什麽

蛋白酶體(proteasomes) 是在真核生物和古菌中普遍存在的，在壹些原核生物中也存在的壹種巨型蛋白質復合物。在真核生物中，蛋白酶體位於細胞核和細胞質中。蛋白酶體的主要作用是降解細胞不需要的或受到損傷的蛋白質，這壹作用是通過打斷肽鍵的化學反應來實現。能夠發揮這壹作用的酶被稱為蛋白酶。蛋白酶體是細胞用來調控特定蛋白質和除去錯誤折疊蛋白質的主要機制。經過蛋白酶體的降解，蛋白質被切割為約7-8個氨基酸長的肽段；這些肽段可以被進壹步降解為單個氨基酸分子，然後被用於合成新的蛋白質。需要被降解的蛋白質會先被壹個稱為泛素的小型蛋白質所標記（即連接上）。這壹標記反應是被泛素連接酶所催化。壹旦壹個蛋白質被標記上壹個泛素分子，就會引發其它連接酶加上更多的泛素分子；這就形成了可以與蛋白酶體結合的“多泛素鏈”，從而將蛋白酶體帶到這壹標記的蛋白質上，開始其降解過程。

從結構上看，蛋白酶體是壹個桶狀的復合物，包括壹個由四個堆積在壹起的環所組成的“核心”（右圖中藍色部分），核心中空，形成壹個空腔。其中，每壹個環由七個蛋白質分子組成。中間的兩個環各由七個β亞基組成，並含有六個蛋白酶的活性位點。這些位點位於環的內表面，所以蛋白質必須進入到蛋白酶體的“空腔”中才能夠被降解。外部的兩個環各含有七個α亞基，可以發揮“門”的作用，是蛋白質進入“空腔”中的必由之路。這些α亞基，或者說“門”，是由結合在它們上的“帽”狀結構（即調節顆粒，右圖中紅色部分）進行控制；調節顆粒可以識別連接在蛋白質上的多泛素鏈標簽，並啟動降解過程。包括泛素化和蛋白酶體降解的整個系統被稱為“泛素-蛋白酶體系統”。

蛋白酶體降解途徑對於許多細胞進程，包括細胞周期、基因表達的調控、氧化應激反應等，都是必不可少的。2004年諾貝爾化學獎的獲獎主題就是蛋白質酶解在細胞中的重要性和泛素在酶解途徑的作用，而三位獲獎者為阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和歐文·羅斯。