Hücreler, kullanımdan sonra onları etkisizleştirmekten hücre sinyallemesine yardımcı olmak üzere çeşitli nedenlerle proteinleri parçalamaktadır. Protein yıkımı veya proteoliz olarak bilinen bu işlem, hücrelerin içinde sürekli olarak gerçekleşir. Protein seviyeleri, hücrelerin düzgün çalışması için belirli seviyelerde kalmalıdır, bu nedenle hücrelerin bu molekülleri sindirmek için çeşitli yolları vardır.
Farklı proteinler değişen oranlarda parçalanır. Yapısal proteinler ve enzimler, düzenleyici proteinlerden daha uzun ömürlü olma eğilimindedir ve bir ila üç günlük yarı ömürleri olabilir. Proteine bağlı olarak, mevcut moleküllerin% 10'dan% 100'ünden% 100'üne kadar her yerde her saat parçalanabilir.
Protein yıkımı, adenozin trifosfat (ATP) formunda enerji gerektirir. ATP, proteinleri bileşen amino asitlerine sindirmek olan proteaz adı verilen özel hücresel enzimler tarafından tüketilir. Proteolizin enerji gereksinimi nedeniyle, bu basitçe rastgele gerçekleşmez. Bazı bileşikler bunun yerine imha için proteinleri işaretleyebilir.
Parçalanmadan önce sadece 5 ila 120 dakika var olan düzenleyici proteinler için, küçük protein ubikuitin bir rol oynar. Daha uzun ömürlü proteinler, yıkıma işaret eden ubiquitin ile etiketlenebilir. Bu, proteazom denilen daha büyük proteaz komplekslerini bir proteinin parçalanması gerektiği konusunda uyarır. Protein hem hücre çekirdeğinde hem de hücre gövdesinde bulunan bir yapı olan proteazomun içine alınır ve sindirilir.
Protein bozulmasını destekleyen ve proteazomu içeren proteazlar aktif formlarında yapılmaz. Boyutları daha büyük olan ön proteinler olarak oluşturulurlar. Bu proteinlerin aktivasyonu, genellikle inhibe edici bir proteinin çıkarılmasını veya protein üzerinde belirli bir alanın parçalanmasını gerektirir.
Protein yıkımı yapabilen birkaç enzim vardır. Her biri amino asitler arasında bulunan karbon-azot peptid bağlarını ayırır. Serin proteazları, peptit bağına saldırmak için amino asit serin bir tortusu kullanan tripsin ve elastaz gibi enzimlere sahiptir. Diğer proteazlar, peptid bağının kırılmasını desteklemek için çinko, aspartat kalıntıları veya başka moleküller kullanır.
Lizozom adı verilen yapılar ayrıca proteinleri spesifik olmayan bir şekilde bozabilir. Bunlar hücre duvarı içinde kapalı bölmeler olarak mevcuttur. Proteinleri alıp bunları hızlı bir şekilde sindirebilirler.
Kesin sindirim oranları belirli koşullara bağlıdır. Örneğin besin eksikliği bu oranları hızlandıracaktır. Daha az gerekli moleküller ilk önce protein bozulmasına maruz kalır, çünkü proteolizleri daha gerekli proteinler oluşturmak için amino asitleri serbest bırakır.
