結構生物化學/Cdc
概述 Cdc48 是一種六聚體蛋白，屬於一組稱為 ATP 酶的酶。過去的研究所表明，它有助於控制蛋白質活動的質量，例如：內質網相關蛋白質降解 (ERAD)、轉錄和代謝調節、DNA 損傷反應等等。新的研究表明，Cdc48 透過幫助將受損蛋白在細胞受到壓力時儲存在聚集體中，並在以後破壞受損蛋白來調節受損蛋白的降解。
結構 Cdc48 是一種六聚體蛋白。它有一箇中心核心，六個原體連線到它以形成一個環。組成原體的四個結構域是胺端、AAA 區域（D1 和 D2）和羧基尾部。有十二個 ATP 酶活性位點用於 ATP 水解反應。當水解反應發生時，Cdc48 透過操縱六個原體改變其形狀，從而允許環的開啟和關閉。此外，不同的溫度允許結構域的不同部分比其他部分具有更高的活性。例如，D1 結構域在 60˚C 時達到最大工作效率，而 D2 結構域在 37˚C 時工作效率更高。此外，構象變化是必要的，因為它會影響蛋白質的功能。如果蛋白質不工作，它會導致細胞死亡。此外，羧基尾部可以被磷酸化和乙醯化，這將影響蛋白質的 ATP 酶活性、定位和結合能力。
功能
Cdc48 的功能在很大程度上取決於其輔因子。每個輔因子程式化該蛋白質以執行特定功能。同時，底物處理因子將結合到蛋白質上以指導蛋白質的路徑。該蛋白質最著名的功能之一是內質網相關蛋白質降解。Cdc49 與 Udf1 和 Np14 形成複合物，然後與 ERAD 泛素化底物結合。因此，這種作用會導致連鎖反應，導致受損蛋白在蛋白酶體中降解。Cdc48 參與的另一個作用是線粒體蛋白降解。在這裡，Vms1 取代 Ufd1 與 Cdc48 形成複合物。當細胞暴露於雷帕黴素或過氧化氫時，這會啟用 Cdc48 移動到線粒體膜以降解選定的線粒體蛋白，這一過程稱為 UPS。新的研究表明，一種名為 E3 連線酶 Parkin 和 Cdc48 的蛋白質有助於防止受損的線粒體蛋白與健康的線粒體蛋白融合。Cdc49 還在細胞質蛋白降解中發揮作用。與 ERAD 相似，Cdc48 形成相同的複合物。然而，它的作用不同，它從葡萄糖誘導的降解缺陷 (Gid) 複合物中去除泛素化酶，以建立鬆散的末端，以便受損的蛋白質可以進入蛋白酶體以被降解。在核蛋白降解中，Cdc48 複合物有助於在它的輔因子 Ubx4 和 Ubx5 的幫助下展開和分解有缺陷的蛋白質。核糖體吞噬是另一個依賴 Cdc48 的過程。在這裡，成熟的核糖體被降解以確保細胞能夠存活。Cdc49 與 Ubp3 和 Bre5 配對以去泛素化核糖體。
來源 Buchberger，Alexander，Hilt，Wolfgang，Stolz，Alexandra，Wolf H. Dieter。“Cdc48：蛋白質降解中的強力機器”。生物化學趨勢。2011 年 10 月。