Proteases in Physiology and Pathology

ABSTRACT

Mitoproteases display an essential role in the preservation of mitochondrial homeostasis under regular and stress conditions. These enzymes perform tightly regulated proteolytic reactions by which they participate in mitochondrial protein traffcking, processing and activation of proteins, protein quality control, regulation of mitochondrial biogenesis, control of mitochondrial dynamics, mitophagy, and apoptosis. In this chapter, we have revised the physiological functions of the intrinsic mitochondrial proteases, analyzing their roles in the different compartments of this organelle and their connection to human pathology, primarily cancer, neurodegenerative disorders, and multisystemic diseases.

INTRODUCTION

Due to their prokaryotic origin, mitochondria possess some structural characteristics that make them remarkably different from other organelles of eukaryotic cells. They have a double membrane with an intermembrane space, being the inner membrane expanded by the formation of numerous foldings named cristae. Enclosed among these cristae, we can fnd the mitochondrial matrix, where several copies of mitochondrial DNA genome are contained. Mitochondria play essential biological functions, fundamental for the generation of most of the cell supply of adenosine triphosphate (ATP), the source of chemical energy within the cells. The complex structure and the relevance of the mitochondrial function within the organisms justify the need to set an organization of the molecules that collaborate in the maintenance of the assembly and function of this energy machine, among which proteases are gaining an increasing attention. Proteases have been considered for many years just as performers of the catabolic reactions in the organisms; however, we are currently beholding a surprising and unexpected increment in the studies of these enzymes, positioning them as multifunctional molecules carrying essential functions in health and disease The study of proteases contained in the mitochondria, named mitoproteases, has also  experienced  n exciting expansion. Until very recently, they were seen only as members of the quality control system of mitochondria, in charge of the degradation of misfolded and damaged proteins or being responsible for the processing of proteins imported from cytosol into mitochondria.

چکیده

Mitoproteases نقش مهمی در حفظ هومیوستاز میتوکندری در شرایط منظم و استرس نشان می دهد. این آنزیم ها واکنش های پروتئولیتیک را تنظیم می کنند که از طریق آن آنها در پروتئین پروتئین های میتوکندری، پردازش و فعال سازی پروتئین، کنترل کیفیت پروتئین، تنظیم بیوژنز میتوکندری، کنترل پویایی میتوکندری، متیوفایگی و آپوپتوز مشارکت می کنند. در این فصل، توابع فیزیولوژیکی پروتئین های میتوکندری ذاتی را بازنگری کرده ایم و نقش آنها را در بخش های مختلف این اندام و ارتباط آنها با آسیب شناسی انسان، به ویژه سرطان، اختلالات نوروژنیک و بیماری های مولتی سیستمیک بررسی می کنیم.

مقدمه

با توجه به منشاء پروکاریوتی آنها، میتوکندری ها دارای ویژگی های ساختاری هستند که آنها را با سایر اندام های سلول های یوکاریوتی متفاوت می سازد. آنها دارای غشای دوگانه با فضای بین دو طرفه هستند، که غشای داخلی آن به وسیله شکلدهی چندگانه به نام cristae گسترش مییابد. در میان این کریستوها بسته شده است، ما می توانیم ماتریس میتوکندری را که حاوی نسخه های متعددی از ژنوم DNA میتوکندریایی است، بسازیم. Mitohondria بازی توابع بیولوژیکی ضروری است، اساسی برای تولید بیشتر سلول عرضه آدنوزین تری فسفات (ATP)، منبع انرژی شیمیایی درون سلول ها. ساختار پیچیده و ارتباط عملکرد میتوکندری در داخل ارگانیزم نیاز به تنظیم یک سازمان مولکول هایی دارد که در نگهداری مونتاژ و عملکرد این ماشین انرژی مشارکت دارند، که در آن پروتئازها توجه بیشتری را به خود جلب می کنند. پروتئاز ها برای سال ها در نظر گرفته شده اند، به عنوان عاملان واکنش کاتابولیک موجودات زنده؛ با این حال، ما در حال حاضر مشاهده یک افزایش قابل توجه و غیر منتظره در مطالعات این آنزیم ها، قرار دادن آنها را به عنوان مولکول های چند منظوره انجام توابع ضروری در سلامت و بیماری مطالعه پروتئاز های موجود در میتوکندری، به نام میت پروایسین ها، همچنین تجربه n گسترش هیجان انگیز است. تا همین اواخر، آنها تنها به عنوان اعضای سیستم کنترل کیفیت میتوکندری دیده می شدند، مسئول تجزیه پروتئین های غلط شده و آسیب دیده و یا مسئول پردازش پروتئین وارد شده از سیتوزول به میتوکندری بودند.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By : Sajal Chakraborti , Naranjan S. Dhalla

File Information: English Language/ 619 Page / size: 11.20 MB

Download

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : ساجال چاکربرتی، نارانجان س. دلالا

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 619 صفحه / حجم : MB 11.20

لینک دانلود