I lisosomi sono organelli legati alla membrana che possiedono diversi tipi di enzimi. Sono coinvolti nella degradazione di diverse biomolecole. Vediamo se contiene proteine.
I lisosomi hanno proteine all'interno della sua struttura in quanto costituiscono una parte importante delle biomolecole che vengono scomposte nei lisosomi. Queste proteine sono di solito proteine mal ripiegate e proteine cicliche o sono presenti come componenti strutturali.
Discutiamo i tipi di proteine presenti nei lisosomi, come le proteine vengono prodotte nei lisosomi, le sue funzioni e alcuni altri argomenti correlati in questo articolo.
Quali sono le proteine presenti nei lisosomi?
Le proteine lisosomiali possono essere presenti sotto forma di proteine di membrana, come gli enzimi che provocano le reazioni catalitiche e come quelle che vengono scomposte. Alcuni tipi di proteine lisosomiali sono elencati di seguito:
- Pompe protoniche- Gli enzimi lisosomiali possono funzionare solo a un pH basso mantenuto dalle pompe protoniche. Un pH basso impedisce all'organello di digerire accidentalmente il contenuto di una cellula. In caso di rilascio accidentale del contenuto lisosomiale, i suoi enzimi diventano inattivi nel citosol in quanto ha pH neutro.
- LAMPADE - Le LAMP o le proteine di membrana associate al lisosoma fanno parte della membrana lisosomiale. Sono glicoproteine. Partecipano al trasporto degli enzimi idrolasi e dei lipidi, alla fagocitosi e all'autofagia.
- Enzimi- I lisosomi sono ricchi di diversi tipi di enzimi che sono fondamentalmente proteine. I precursori di questi enzimi sono biosintetizzati nel reticolo endoplasmatico a cui seguono le modificazioni e il confezionamento nel Golgi.
- Proteine mal ripiegate: diversi fattori ambientali e fattori stocastici possono portare a un ripiegamento errato delle proteine. L'accumulo di tali proteine mal ripiegate nella cellula può causare disturbi.
- Proteine cicliche: alcune proteine regolatrici subiscono una degradazione periodica controllata. Un esempio sono le proteine cicline che sono presenti ai checkpoint durante il processo di divisione cellulare.
Dove vengono prodotte le proteine del lisosoma?
I lisosomi provocano la degradazione delle proteine per produrre amminoacidi. Vediamo dove vengono prodotte le proteine all'interno dei lisosomi.
Le proteine vengono degradate e riciclate nel lume del lisosoma. Il lume dei lisosomi è ricco di tutti i tipi di enzimi. Quindi, queste reazioni enzimatiche sono limitate al lume dell'organello. Gli amminoacidi così prodotti vengono quindi trasportati nel citosol.
Come vengono prodotte le proteine del lisosoma?
I lisosomi possono degradare una varietà di proteine. Discutiamo i passaggi coinvolti nel processo di degradazione delle proteine mal ripiegate e nella produzione degli amminoacidi.
- Riconoscimento di proteine mal ripiegate: in alcuni casi, le proteine contenenti una specifica sequenza di aminoacidi (lisina, fenilalanina, acido glutammico, arginina e glutammina) sono prese di mira dal lisosoma per la degradazione.
- Trasporto di proteine mal ripiegate: le proteine mal ripiegate vengono trasportate ai lisosomi mediante autofagia o endocitosi.
- Degradazione delle proteine: catepsine sono responsabili della scomposizione delle proteine. Le catepsine sono un gruppo di proteine lisosomiali attive a pH basso. Costituiscono la maggior parte degli enzimi proteasici presenti nei lisosomi.
Come vanno le proteine ai lisosomi?
Il trasporto delle proteine ai lisosomi può essere mediato attraverso strutture racchiuse nella membrana che possiedono diversi fattori di riconoscimento. Vediamo nel dettaglio.
Autofagia ed endocitosi sono i modi in cui le proteine citoplasmatiche vengono trasferite ai lisosomi. L'autofagia può essere di tre tipi: CMA (autofagia mediata da accompagnatore), marcoautofagia e microautofagia.
1. Autofagia mediata da accompagnatore
Le proteine bersaglio hanno una sequenza specifica di aminoacidi che è lisina, fenilalanina, acido glutammico, arginina e glutammina. Questa sequenza viene esposta in caso di ripiegamento errato ed è destinata al degrado. Le LAMP (o proteine di membrana associate al lisosoma) agiscono come recettori in questo percorso.
2. Macroautofagia
In questo percorso, le strutture a doppia membrana chiamate autofagosomi incapsulano le proteine citosoliche. Vediamo quali passaggi sono coinvolti in esso.
- Omegasoma: queste strutture a doppio strato lipidico si formano durante l'inizio del processo. Sono di forma allungata.
- fagoforo: Gli omegasomi si allungano e formano una struttura a forma di coppa chiamata fagofori. Queste strutture si allungano ulteriormente per incapsulare il carico come proteine mal ripiegate.
- Autofagosoma: quando le proteine vengono incapsulate all'interno della membrana, formano autofagosomi che separano il carico dal citoplasma.
3. Microautofagia
La microautofagia è un altro tipo di autofagia che si verifica nei lisosomi o nei vacuoli. Questa via comporta la degradazione intracellulare non selettiva di proteine e organelli cellulari. Questo percorso è principalmente responsabile del mantenimento dell'omeostasi della membrana, delle dimensioni dell'organello e della sopravvivenza della cellula in condizioni di scarsità di azoto.
Cosa fa il lisosoma alle proteine?
Le proteine possono essere presenti anche in coniugazione con altre biomolecole. Per la degradazione possono essere necessari più di due enzimi. Discutiamo dei vari enzimi coinvolti in esso.
- Proteasi della catepsina: Enzimi peptidasi appartenenti alla famiglia delle catepsine, scompongono le proteine e le lipoproteine a bassa densità. Hanno anche mediato l'endocitosi e la macroautofagia di diversi enzimi. Possono partecipare anche ai processi di segnalazione.
- Fosfolipasi: scompongono le lipoproteine principalmente presenti nelle membrane cellulari e organellari.
- Glicosidasi: Il glicogeno contenenti composti come glicoproteine, glicosaminoglicani e glicosfingolipidi, vengono solitamente scomposti con l'aiuto degli enzimi glicosidasi. Questi scindono i residui di carboidrati presenti ai capi di questi polimeri.
- Lipasi acide lisosomiali: svolgono un ruolo fondamentale nell'integrità della membrana, nella segnalazione e nel metabolismo energetico. Mediano la degradazione delle lipoproteine e dei trigliceridi rispettivamente in colesterolo libero e acidi grassi.
- Sulfatasi: questa famiglia di enzimi evolutivamente conservata è responsabile della scomposizione dei glicosaminoglicani. Alcuni esempi di glicosaminoglicani sono eparina, eparan solfato, cheratan solfato, sulfolipidi e ormoni contenenti zolfo.
- Nucleasi: questi enzimi mediano l'idrolisi degli acidi nucleici come RNA (acidi ribonucleici) e DNA (acidi desossiribonucleici).
Funzione delle proteine nei lisosomi?
Il lisosoma contiene un'enorme varietà di proteine, ognuna con una struttura varia e funzioni ancora più varie. Parliamo di alcune delle loro funzioni.
- Proteine di membrana: le proteine presenti nella membrana regolano l'ingresso e l'uscita dei materiali da e verso il lisosoma. Regolano anche la fusione dei fagosomi con la membrana.
- Pompe protoniche: sono incorporate nella membrana dei lisosomi e consentono di avere un pH acido pompando ioni idrogeno. L'ambiente altamente acido dell'organello consente l'attivazione degli enzimi.
- Enzimi: I lisosomi sono un magazzino di diversi enzimi. Sono responsabili della degradazione di diverse macromolecole nei rispettivi costituenti.
Il lisosoma produce proteine?
Gli enzimi lisosomiali scompongono le proteine in modo selettivo o non selettivo in ordine
per produrre amminoacidi che possono essere riutilizzati dalla cellula.
I lisosomi non producono proteine ma i loro mattoni, cioè gli aminoacidi, lo fanno. Di solito, la cellula scompone tutte le proteine che le vengono portate e non sono più richieste dalla cellula. Ma, quando le cellule muoiono di fame, effettuano la degradazione selettiva delle proteine per fornire alla cellula gli amminoacidi.
Conclusione
La scomposizione delle proteine non è solo importante per riciclarle, ma anche per impedire che si accumulino nelle cellule. Gli studi hanno suggerito che la capacità di scomporre il
le proteine si riducono con l'età.
