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更新于 2026-10-05

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蛋白酶体的组分通常根据它们的斯维德伯格沉降系数(以“S”来标记)来命名。最普遍的蛋白酶体的形式是26S蛋白酶体,其分子量约为2000kDa,包含有一个20S核心颗粒和两个19S调节颗粒。核心颗粒为中空结构,将剪切蛋白质的活性位点围在“洞”中;将核心颗粒的两端敞开,目的蛋白质就可以进入“洞”中。核心颗粒的每一端都连接着一个19S调节颗粒,每个调节颗粒都含有多个ATP酶活性位点和泛素结合位点;调节颗粒可以识别多泛素化的蛋白质,并将它们传送到核心颗粒中。除了19S调节颗粒外,还存在另一种调节颗粒,即11S颗粒;11S调节颗粒可以以类似于19S颗粒的方式与核心颗粒结合;11S颗粒可能在降解外源肽(如病毒感染后产生的肽段)上发挥作用。此外,PA200(酵母中为Blm10)蛋白也可以单独作为激活蛋白来调控20S颗粒的开启。

不同的生物体中,20S核心颗粒中亚基的数量和差异性都有所不同;就亚基数量而言,多细胞生物比单细胞生物要多,真核生物比原核生物多。所有的20S颗粒都由四个堆积的七元环所组成,这些环结构则是由两种不同的亚基构成:α亚基为结构性蛋白,而β亚基则发挥主要的催化作用。外部的两个环,每个环都含有七个α亚基,一方面作为调节颗粒的结合部,另一方面发挥“门”的作用,阻止蛋白质不受调控地进入核心颗粒的内部。内部的两个环,每个环都含有七个β亚基,且包含蛋白酶活性位点,用于蛋白质水解反应。蛋白酶体的大小在不同物种之间相当保守,其长和宽分别为约150 Å和115 Å。其内部孔道宽为近53 Å,而入口处则只有13 Å的宽度,这就提示蛋白质要进入其中,需要先被至少部分去折叠。

在古菌(如Thermoplasma acidophilum)中,所有的α亚基和所有的β亚基是等同的;而真核生物的蛋白酶体(如酵母)中,每个亚基都不相同,即α和β亚基都含有七种不同的亚基。在哺乳动物中,β1、β2和β5亚基具有催化作用;虽然它们有着共同的催化机制,但它们具有不同的底物特异性,分别为类胰凝乳蛋白酶型、类胰蛋白酶型和peptidyl-glutamyl peptide-hydrolyzing。在暴露于前炎症信号(如细胞因子,特别是γ干扰素)时,细胞应激反应会促使造血细胞表达另一些形式的β亚基,即β1i、β2i和β5i。由这些替代亚基所组装成的蛋白酶体又被称为“免疫蛋白酶体”(immunoproteasome),相对于正常形式的蛋白酶体,其底物特异性发生了变化。

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