Depende de qué eucariota y de qué proteínas. Dado que la renovación de proteínas se define como la tasa neta de síntesis de proteínas y degradación de proteínas, no podemos contar la dilución de proteínas debido al crecimiento celular y la división celular. Los estudios en bacterias (específicamente, E. coli ), levadura incipiente ( S. cerevisiae ) y células de mamíferos (Hela) han encontrado que las proteínas naturales en las células vivas se pueden dividir en 2 categorías:
- proteínas que se degradan activamente : proteínas que se degradan muy rápidamente, en relación con el otro grupo de proteínas (a continuación)
- Proteínas “estables” : proteínas que reducen su concentración tan lentamente que suponemos que sufren una degradación insignificante. Es probable que la pequeña caída en la concentración se deba más a la dilución que a la degradación, ya que el volumen colectivo de las células involucradas se expande durante el crecimiento celular y la división celular.
Por lo tanto, hay una distinción entre considerar el recambio proteico de las proteínas degradadas activamente en las células y el recambio proteico de las proteínas totales en las células. Esta distinción es importante porque la proporción de proteínas estables frente a proteínas degradadas activamente se puede voltear cuando se comparan procariotas y eucariotas.
El recambio proteico activamente degradado, en promedio, es aproximadamente el mismo entre los procariotas (que han sido estudiados, como E. coli ) y los eucariotas como la levadura (que han sido estudiados, como S. cerevisiae ), aunque la levadura parece degradar un poco las proteínas. más rápido (la vida media más común es de 40 a 50 minutos) que las bacterias (vida media de ~ 1 hora). Todavía no se ha descartado por completo que las tasas medidas de renovación de proteínas se hayan visto afectadas significativamente por el procedimiento experimental, pero es una buena referencia por ahora. Dentro de un eucariota diferente (el ejemplo que usaré es el de humanos, según un estudio en células HeLa), la tasa promedio de renovación de proteínas es mucho más lenta (vida media de 20 a 40 horas para la mayoría de las proteínas).
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Recambio proteico degradado activamente: bacterias ~ levadura> humanos
La renovación total de proteínas, en promedio, es prácticamente insignificante en procariotas como E. coli , donde más del 90% de sus proteínas son esencialmente estables (no se degradan activamente). En eucariotas como S. cerevisiae , casi todas sus proteínas se degradan activamente, la mayoría de las cuales tienen la vida media mencionada anteriormente (40-50 minutos). En las células HeLa, como en S. cerevisiae , más del 90% de sus proteínas se degradan activamente (la vida media es inferior a 60 horas, calculada en base a la suposición de que las proteínas con el 10% de vida media medida superior pueden considerarse “estables” “). Aún así, comparando el recambio de proteínas HeLa con el de E. coli , es difícil decir que uno tiene un recambio más lento que el otro, ya que incluso las proteínas degradadas activamente de HeLa tenían una vida media aproximadamente igual a la de las bacterias (mi propio juicio ) Entonces:
Rotación total de proteínas: levadura> humanos ~ bacterias
Detalles
En E. coli , solo del 2 al 7% de las proteínas totales de la bacteria podrían clasificarse como proteínas degradadas activamente. El resto, como informaron Nath y Koch en 1969 (ver más abajo para la cita), disminuyó en concentración en solo 0.2-0.6% cada 1 hora, durante la duración de los experimentos (48 horas) y no se degradaron activamente. Entonces, más del 90% de las proteínas estudiadas de la bacteria eran proteínas esencialmente estables con una degradación insignificante durante al menos 48 horas.
En un estudio de 2006 sobre S. cerevisiae , Belle et al. descubrieron que aproximadamente el 4% de las proteínas de la levadura se degradaban muy rápidamente (vida media de menos de 4 minutos). El resto de las proteínas siguen una distribución logarítmica normal, y una gran proporción de estas proteínas también se degradaron activamente. En total, las proteínas tenían una vida media promedio de ~ 43 minutos, aunque esto parece sesgado para parecer un poco corto debido al pequeño pero significativo grupo de proteínas degradadas súper rápidamente.
En un estudio sobre células HeLa (células cancerosas humanas), Cambridge et al. descubrieron que la vida media media de las proteínas totales fue de 35,52 horas. La distribución de las vidas medias de las proteínas también es aproximadamente logarítmica normal.
Fuentes:
Fuente del argumento original (es probable que yo mismo haya cometido cualquier error en mi argumento; consulte este libro para ver el argumento original del que basé el mío):
Milo, Ron y Rob Phillips. Biología celular por los números . Garland Science, 2015.
Fuente de degradación rápida de la proteína E. coli :
Nath, Kamalendu y Arthur L. Koch. “Degradación de proteínas en Escherichia coli I. Medición de componentes en descomposición rápida y lenta”. Journal of Biological Chemistry 245.11 (1970): 2889-2900.
Fuente para el recambio proteico de S. cerevisiae :
Belle, Archana y col. “Cuantificación de la vida media de las proteínas en el proteoma de levadura en ciernes”. Actas de la Academia Nacional de Ciencias 103.35 (2006): 13004-13009.
Fuente de renovación de la proteína HeLa:
Cambridge, Sidney B., y col. “El análisis proteómico de todo el sistema en células de mamíferos revela un recambio de proteínas funcional y conservado”. Journal of proteome research 10.12 (2011): 5275-5284.
