Complejos macromoleculares PDF

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Proteasoma, RNAexosoma, filamentos de actina, poro nuclear......

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T-5: COMPLEJOS MACROMOLECULARES COMPLEJO MACROMOLECULAR Conjunto de 2 o más proteínas que interaccionan, se pueden co-purificar y se ha demostrado su existencia como una unidad funcional in vivo. Moléculas no protéicas (ac. Nucleicos o moléculas pequeñas) también pueden formar parte de los complejos. Estos complejos se mantienen por interacciones no covalentes proteína-proteína; las superficies de contacto se llaman interfase. No son complejos macromoleculares estables cualquier interacción transitoria (enzima sustrato) o dos proteínas asociadas en experimentos “pull down” o co-inmunoprecipitaciones sin ligando funcional. Los complejos pueden estar formados por: Proteínas distintas=Heterooligómeros Proteinas idénticas=Homooligómeros cuya organización (estructura 4) puede ser: -Isóloga: implica la misma superficie -Heteróloga: las superficies de interacción son distintas en cada monómero. Según su vida media se clasifican en: Permanentes: una vez han interaccionado los protómeros, la unión solo desaparece con la degradación. Transitorios -Débiles: implican un equilibrio de disociación continuo. -Fuertes: requieren un evento molecular que lo induzca (unión de nucleótido, etc).

CARACTERÍSTICAS GENERALES -Las uniones son fácilmente reversibles (interacciones débiles entre subunidades) así se puede regular su actividad en menos tiempo que si hubiera que sintetizar las proteínas de novo. -El ensamblaje es un fenómeno no trivial, puede requerir pautas ordenadas de “construcción” del complejo y la ayuda de chaperonas específicas para ensamblaje/desensamblaje. -Casi todas las proteínas forman parte de complejos, al menos transitoriamente. -Hay complejos muy estables y otros que duran fracciones de segundo. -Las zonas de unión entre cadenas suelen ser hidrofóbicas (propiedades similares a regiones interiores de las proteínas).

*PROTEASOMA/PROTEOSOMA Proteasa multicatalítica que degrada proteínas hidrolizando los enlaces peptídicos de manera inespecífica (no depende de la secuencia y permite obtener aa libres). Se trata de un complejo heptamérico de 4 anillos heptagonales apilados, compuestos por dos tipos distintos de subunidades con distintos tipos de proteínas (α y β); subunidades α, de naturaleza estructural y subunidades β, generalmente de naturaleza catalítica. Esta parte central se llama 20s (por su coeficiente de sedimentación). Los anillos β dejan un espacio central que en el anillo α se encuentra ocupado por los extremos N-terminal de las subunidades (sirven para dejar pasar o no las proteínas).

PROTEOSOMA ARQUEOBACTERIANO Proteosoma 20s formado por 28 subunidades que forman cuatro anillos. El conjunto forma un cilindro alargado con grandes cavidades centrales. - El extremo C-terminal de β7 se intercala entre las subunidades β1 y β2 en el anillo opuesto. -Las hélices C-terminales de α3 y α4 se disponen entre las otras subunidades.

PROTEOSOMA 26S EUCARIÓTICO Formado por el núcleo (20s) y dos complejos reguladores 19s en cada extremo de este. El conjunto es un macrocomplejo de 2.1 MDa. El subcomplejo regulador está formado por, al menos, 19 subunidades organizados en una base y una solapa. -La base está formada por 6 son subunidades RPT (presentan sitios activos de ATPasa usan ATP para degradar) y 3 subunidades no ATPasas. Se une al anillo α exterior. -La solapa está formada por 9 subunidades no ATPasa (RPN) donde se une la ubicuitina.

MECANISMO: Una cadena de ubicuitina (partícula marcadora muy conservada) se une a la proteína a degradar mediante residuos de lisina gracias a una ligasa. Esta “etiqueta” de ubicuitinas es reconocida por algunas subunidades de la solapa del proteasoma, y se separan de la proteína marcada cuando esta entra al proteasoma para ser degradada. Mientras tanto, la proteína se despliega, entra en el núcleo central del proteasoma y es cortada por los centros activos proteasa, generando péptidos pequeños (3-15 aa).

RNA EXOSOMA Complejo multiproteico capaz de degradar diversos tipos de RNA. Los complejos de exosoma pueden encontrarse en células eucariotas y archaeas, mientras que en las bacterias se ha descrito un complejo más simple, el degradasoma, el que lleva a cabo funciones similares. Necesita la acción de todas sus partes para degradar el RNA (una desaparea zonas emparejadas, Helicasa corta…).

PORO NUCLEAR Grandes ensamblajes proteicos localizados en la envoltura nuclear (doble membrana, prolongación del RE) que permiten el transporte bidireccional. Están formados por más de 456 subunidades de 30 tipos de proteínas diferentes (nucleoporinas). *Los filamentos citoplasmáticos son proteínas desnaturalizadas/desordenadas que reconocen las moléculas que deben pasar

FILAMENTOS DE ACTINA La actina es una proteína globular que forma microfilamentos de 7nm de diámetro, uno de los 3 componentes (el más dinámico) fundamentales del citoesqueleto de las células eucariotas. Los microfilamentos son parejas enrolladas de polímeros de G-actina que se unen formando dobles filamentos helicoidales que presenta polaridad (extremo + polimeriza y – despolimeriza). Los monómeros (G-actina) presentan 4 subdominios. El sitio de unión del ATP y el Mg2+ está en una cavidad entre los dominios 2 y 4. El equilibrio de polimerización y despolimerización de actina es necesaria para estimular la quimotaxis y la citocinesis. Para estimular la polimerización se necesitan factores de nucleación (Arp2/3) que forman dímeros o trímeros que se unen para formar los filamentos; mientras que la despolimerización está estimulada por la hidrólisis del ATP induce un cambio conformacional en los monómeros.

COMPLEJOS RNA-PROTEÍNA Son pocos, muy estables (no son transitorios y las moléculas individualizadas no tienen función), asimétricos y no están formados por unidades repetitivas (como los anteriores).

RIBOSOMA PROCARIÓTICO Grandes estructuras de 25nm de diámetro formadas por dos subunidades, contienen RNA y proteínas en una relación de 60:40. Las proteínas están localizadas en la superficie, expuestas al medio o a la interfase entre las dos subunidades (la mayor y la menor). unión proteína-proteína. Muchas de las proteínas interaccionan con el RNA y, probablemente, estabilizan su plegamiento.

RIBOSOMA EUCARIÓTICO Con la misma arquitectura fundamental pero un poco mayores que los procariotas ya que contienen moléculas adicionales (3 moléculas de RNA).

Los ribosomas procarióticos y eucarióticos son muy semejantes ya que tienen un mismo origen evolutivo. El ribosoma es una RIBOZIMA: enzima formada por RNA que cataliza el enlace peptídico. Se ha determinado el rRNA primoridal que es el mínimo necesario para catalizar la formación del enlace peptídico.

SPLICEOSOMA Complejo de RNA y proteínas especializado en eliminar los intrones del pre-mRNA de un gen transcrito para dar lugar al mRNA maduro. Sólo existe en eucariotas y se encuentra en el núcleo (aunque hay excepciones). Está formado por 5RNA nucleares pequeños (snRNA: U1, U2, U4, U5 Y U6) asociados a proteínas para formar los complejos snRPNP. Mecanismo de acción: U1 se une al RNA formando el complejo, a continuación se unen el resto de Us para formar el lazo, cortar y eliminar el intrón y reensamblar el RNA.

VAULT Complejos/orgánulos muy grandes y simétricos localizados en el citoplasma de eucariotas. Partícula de 13MDa (ribosomas 6MDa) formados por muchas copias de tres proteínas: -MVP major vault protein. -Polimerasa -Proteína asociada a la telomerasa. *También hay RNAs pequeños que no se traducen. No se conoce exactamente su función aunque se sabe que podrían conferir resistencia ante fármacos cancerígenos....