A maquinaria celular utiliza vários mecanismos para marcar proteínas para degradação, garantindo que proteínas danificadas, mal dobradas ou desnecessárias sejam removidas da célula. Dois mecanismos proeminentes são a ubiquitinação e a autofagia.
Ubiquitinação: A ubiquitinação é um processo crucial onde um pequeno modificador de proteína chamado ubiquitina é ligado à proteína alvo, marcando-a essencialmente para degradação. Este processo envolve uma série de reações enzimáticas realizadas por enzimas ativadoras de ubiquitina (E1s), enzimas conjugadoras de ubiquitina (E2s) e ligases de ubiquitina (E3s).
- As enzimas E1 ativam a ubiquitina formando uma ligação tioéster entre o terminal C da ubiquitina e um resíduo de cisteína na enzima E1.
- As enzimas E2 transportam a ubiquitina ativada das enzimas E1 e formam um intermediário tioéster E2-ubiquitina.
- As enzimas E3 são responsáveis pela transferência da ubiquitina da enzima E2 para a proteína alvo. As enzimas E3 podem reconhecer sinais ou motivos de degradação específicos dentro da proteína alvo, tais como a sequência PEST ou regiões mal dobradas.
Uma vez poliubiquitinada, a proteína alvo é reconhecida pelo proteassoma, um grande complexo proteico que funciona como um “destruidor” celular. O proteassoma desdobra-se e degrada a proteína ubiquitinada, libertando os seus blocos de construção (aminoácidos) de volta ao conjunto celular para reciclagem.
Autofagia: A autofagia é um processo celular mais amplo que envolve a degradação e reciclagem de vários componentes celulares, incluindo proteínas, lipídios e organelas. Existem três tipos principais de autofagia:macroautofagia, microautofagia e autofagia mediada por acompanhantes.
- Macroautofagia:Esta é a forma mais comum de autofagia. Envolve o sequestro de componentes citoplasmáticos, incluindo proteínas, em vesículas de membrana dupla chamadas autofagossomos. Os autofagossomos então se fundem com os lisossomos, onde o material encerrado é degradado por enzimas lisossomais.
- Microautofagia:Neste processo, porções do citoplasma são diretamente engolidas e degradadas pelos lisossomos sem a formação de autofagossomos.
- Autofagia mediada por acompanhantes:Este tipo seletivo de autofagia tem como alvo proteínas específicas que contêm um motivo de reconhecimento específico. Estas proteínas são reconhecidas e entregues aos lisossomos por proteínas chaperonas.
Através destes processos, a célula pode remover eficientemente proteínas danificadas ou desnecessárias, manter a homeostase celular e reciclar recursos valiosos. A desregulação das vias de degradação de proteínas tem sido associada a várias doenças humanas, destacando o seu papel crítico na saúde e função celular.
