Az ubikvitin- proteaszóma útvonal:

Az intracelluláris fehérjebontásról alkotott képünk drámaian megváltozott az elmúlt évtizedben. A dögevő, szabályozatlan és nem specifikus “végpont” folyamatból világossá vált, hogy a sejtfehérjék proteolízise egy rendkívül összetett, időben szabályozott és szigorúan szabályozott folyamat, amely a sejtek élete és halála során számos alapvető útvonalban játszik fontos szerepet. Két fő proteolitikus kaszkádot írtak le. A kaszpázok részt vesznek a programozott sejthalálban (apoptózis), míg a legtöbb rövid életidejű szabályozó sejtfehérje lebontását az ubikvitin- proteaszóma útvonal közvetíti. Ezek közé tartoznak a sejtciklus és a sejtosztódás szabályozói, mint például a mitotikus és G1-ciklinek és a ciklinfüggő kináz inhibitorok, növekedési regulátorok, mint a c-Fos és a c-Jun, tumorszupresszorok, mint a p53, felszíni receptorok, mint a növekedési hormon receptor, és ioncsatornák, például a cisztás fibrózis transzmembrán konduktancia szabályozó (CFTR). A rendszer részt vesz az abnormális/mutált fehérjék szelektív proteolízisében és a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) I. osztályú antigének feldolgozásában is. Az a felfedezés, hogy a rendszer részt vesz például a c-myc lebontásában és az NF-κB kétlépcsős proteolitikus aktiválásában, jelezte az ubikvitin által közvetített lebontás “belépését” a transzkripciós szabályozás területére. Úgy tűnik, hogy a rendszer a rövid életű és kulcsfontosságú szabályozó fehérjék lebontásán keresztül fontos szerepet játszik számos alapvető sejtfolyamatban. Ezek közé tartozik a sejtciklus és a sejtosztódás szabályozása, a stresszre és az extracelluláris modulátorokra adott sejtválaszban való részvétel, a neuronális hálózatok morfogenezise, a sejtfelszíni receptorok, ioncsatornák és a szekréciós útvonal modulációja, a DNS-javítás, az organellumok biogenezise, valamint az immun- és gyulladásos válaszok szabályozása. A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a rendszer az apoptózisban is részt vesz. A szubsztrátok és folyamatok ilyen széles skálája mellett nem meglepő, hogy a folyamat aberrációit a közelmúltban számos – öröklött és szerzett – betegség patogenezisében is kapcsolatba hozták. Ezek közé tartozik a denervációt vagy hosszan tartó immobilizációt követő izomdegeneráció, az Alzheimer-kór bizonyos formái, a férfi sterilitás és az Angelman-szindróma (az ubikvitin-rendszer legújabb áttekintését lásd az 1-4. hivatkozásban).

A fehérje lebontása az ubikvitin-útvonalon keresztül két különálló és egymást követő lépésben zajlik: (i) több ubikvitinmolekula kovalens kötődése a fehérje szubsztrátjához, és (ii) a célzott fehérje lebontása a 26S proteaszóma komplex által a szabad és újrafelhasználható ubikvitin felszabadulásával. Ahhoz, hogy egy adott fehérje egy adott időpontban történő hatékony és specifikus eltávolítása biztosított legyen, mind az ubikvitinkonjugációt, mind a megjelölt szubsztrátok lebontását szigorúan szabályozni kell. A Proceedings e számában megjelent tanulmányban (5) Zhang és munkatársai beszámolnak egy aktiváló régió azonosításáról a PA28 proteaszómaaktivátor α alegységében (REG). Ahhoz, hogy ezt a felfedezést a megfelelő biokémiai és fiziológiai kontextusba illesszük, röviden áttekintjük az ubikvitin proteolitikus útvonalról alkotott jelenlegi ismereteinket. A rendszer (az 1. ábrán ábrázolva) több komponensből áll, amelyek összehangoltan működnek. Ezek egyike, az ubikvitin, egy 76 maradékból álló, evolúciósan konzervált fehérje, C-terminális Gly-je aktiválódik egy nagy energiájú tiolészter intermedierré, ezt a reakciót az ubikvitint aktiváló enzim, az E1 katalizálja. Az aktiválást követően a számos E2 enzim (ubikvitin-hordozó fehérjék vagy ubikvitin-konjugáló enzimek, UBC-k) egyike átadja az aktivált ubikvitin-részt az E1-től az ubikvitin-fehérje ligáz család egyik tagjának, az E3-nak, amelyhez a szubsztrátfehérje specifikusan kötődik. Az E3 katalizálja a konjugációs folyamat utolsó lépését, az ubikvitinnek a szubsztráthoz való kovalens kötését. Az első ubikvitin-rész a fehérje-szubsztrát Lys-maradékának ɛ-NH2-csoportjára kerül át, izopeptidkötést hozva létre. Az egymást követő reakciókban egy poliubikvitinlánc szintetizálódik további aktivált részek processzív átvitelével a korábban konjugált ubikvitin molekula Lys48-jára. A lánc valószínűleg felismerő markerként szolgál a proteaszóma számára (lásd alább). Az ubikvitin K48R vagy a metilált ubikvitin (amelyben az összes szabad aminocsoportot kémiailag módosították) nem képes poliubikvitin láncokat létrehozni, és láncterminátorként szolgál. Következésképpen, ha sejtekben túlexpresszálják vagy sejtmentes rendszerekbe juttatják őket, gátolják a proteolízist. A szubsztrát E3-hoz való kötődése specifikus, ami arra utal, hogy az E3-ak fontos szerepet játszanak a fehérjék felismerésében és kiválasztásában a konjugálásra és az azt követő lebontásra. A rendszer felépítése hierarchikusnak tűnik: úgy tűnik, egyetlen E1 végzi az összes módosításhoz szükséges ubikvitin aktiválását. Az E2 enzimek több fő faját jellemezték emlőssejtekben. Úgy tűnik, hogy minden E2 egy vagy több E3 enzimmel együtt működhet. Bár eddig csak viszonylag kevés E3 enzimet írtak le, úgy tűnik, hogy az ubikvitin ligázok egy nagy, még mindig növekvő enzimcsaládhoz tartoznak. Ami a ligázok felismerési módját illeti, néhány esetet leszámítva nem valószínű, hogy minden E3 egyetlen szubsztrátot céloz meg. Inkább elképzelhető, hogy egyetlen ligáz több különböző sejtfehérjét ismer fel egy hasonló, de nyilvánvalóan nem azonos szerkezeti motívumon keresztül. Néhány fehérje szabad és “destabilizáló” N-terminális maradékán keresztül ismerhető fel (“N-vég szabály”; hivatkozás 6). A sejtfehérjék túlnyomó többsége azonban az N-terminálisukon acetilált, vagy “stabilizáló” aminóvégződéssel rendelkezik, és más szignálokon keresztül célozzák meg őket. Néhányat olyan elsődleges szekvenciákon keresztül ismernek fel, amelyek az N-terminális maradéktól lefelé helyezkednek el. Másokat másodlagos, poszttranszlációs módosítás(ok), például foszforiláció, vagy segédfehérjékkel, például onkoproteinekkel vagy molekuláris chaperonokkal való társulás után céloznak meg.

A konjugációt követően az addukt fehérjerészét a proteaszóma-komplex lebontja, és szabad és újrafelhasználható ubikvitin szabadul fel (a proteaszómákról szóló újabb áttekintéseket lásd a 7-10. hivatkozásokban). Bár a jelenlegi konszenzus szerint a 26S proteaszóma az ubikvitin-rendszer fő proteolitikus ágaként szolgál, az enzim szubsztrátspektruma szélesebb lehet, és nemubikvitinilált fehérjéket is tartalmazhat. Az egyik jól tanulmányozott eset az ornitin dekarboxiláz (ODC) esete. Az ODC egy antienzimmel való nemkovalens társulás után bomlik le, amely a felismerési folyamatban szubsztrát-specifikus ubikvitinszerű chaperonként működhet. Más szubsztrátokat, főként endoplazmatikus retikulum (ER) fehérjéket, szintén lebonthat a proteaszóma előzetes ubikvitiniláció nélkül, bár ez nem bizonyított. Ezek közé tartozhatnak például a félrecsúszott MHC nehézlánc-molekulák (HCs), az emlősök 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA (HMG-R) és az α-1-antitripszin Z-változata (α1-ATZ) (áttekintés a 11. hivatkozásban). Az is egyértelművé vált, hogy nem minden ubikvitinilált fehérje célpontja a proteaszóma általi lebontás. Ez főként a sejtfelszíni érett membránfehérjékre, például a növekedési hormonreceptorra igaz. E fehérjék esetében az ubikvitin-módosítás a ligandumkötés után következik be, és szükséges az endocitózisukhoz és a lizoszómába való célba juttatásukhoz (áttekintve a hivatkozott 12. hivatkozásban). A membránhoz kötött fehérjék ubikvitin-rendszer általi lebontása fontos, még megoldatlan mechanisztikai problémákat vet fel, amelyek leginkább ahhoz a kérdéshez kapcsolódnak, hogy két topológiailag különböző esemény, mint például az ER-ben történő félregördülés és a citoszolban történő lebontás, vagy a ligandumkötés az extracelluláris doménben és az ubikvitiniláció a receptor citoszolikus farkán hogyan jön össze. A sejtfelszíni membránfehérjék esetében nyilvánvaló probléma az ubikvitin-módosítás szerepe: szükséges-e a megjelölt fehérje endocitózisához vagy egy későbbi szakaszban a specifikus célba juttatásához és a lizoszóma általi felvételéhez. A citoszolikus proteaszóma által lebontott ER-fehérjék esetében fontos kérdések kapcsolódnak azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek e fehérjéknek a membránon keresztül a citoszolba való visszakerülése mögött állnak. A membránban lehorgonyzott fehérjék transzmembrán doménje hidrofób, és a membránból való eltávolítása valószínűleg egy speciális, energiafüggő, csatorna-alapú transzportot foglal magában. A lumenes ER-fehérjék esetében a kérdés középpontjában az áll, hogy hogyan szállítódnak vissza a citoszolba.

A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy az ubikvitin-módosítás elve nem korlátozódik a fehérjék lebontásra való célzására. Úgy tűnik, hogy az ubikvitin egy nagyobb család tagja, és több ubikvitinszerű fehérjét is leírtak. Az egyik érdekes eset a komplex struktúrákba való célzás. Azt találták, hogy a RanGAP1, egy Ran GTPáz aktiváló fehérje, a RanBP2 nukleáris pórus komplex fehérjéhez való lokalizációja egyetlen és stabil kovalens modifikációtól függ, amelyet egy 11,5 kDa, 101 reszidue ubikvitinszerű fehérje, a SUMO-1 végez (13). Az aktiválási reakció hasonló az ubikvitinéhez, és az E1 és egy specifikus E2, az UBC9 részvételével zajlik. Így az ubikvitin és az ubikvitinszerű molekulák általi poszttranszlációs kovalens módosítás a funkciók széles spektrumát szolgálja. Részt vesz a fehérjéknek a proteaszóma és a lizoszóma általi lebontás céljából történő célba juttatásában, de nem proteolitikus funkciókat is ellát.

Az ubikvitinnel jelölt fehérjék lebontásában részt vevő, legjobban tanulmányozott proteaszóma-komplex a 26S proteaszóma-komplex. Ez egy “dumbshell-alakú” szimmetrikus szerkezet, amely egy katalitikus magegységből, egy hordó alakú 20S proteaszóma-komplexből áll, amelyet kétoldalt szabályozó 19S proteaszóma-komplexek (19S-20S-19S) szegélyeznek. Az eukarióta (élesztő) 20S proteaszóma kristályszerkezetét 2,4 Å-re oldották fel (14). A vizsgálat megerősítette a komplex szerkezetére vonatkozó korábbi előrejelzéseket, de néhány váratlan jellemzőt is feltárt. Az élesztő komplex négy gyűrűből álló halmazként rendeződik, amelyek mindegyike hét különböző alegységet, α1-7β1-7β1-7β1-7α1-7-et tartalmaz. A különböző α és β alegységek molekulatömege 25-30 kDa között van. Az aktív helyek három β alegységben, a β1, β2 és β5 alegységekben találhatók, de az α alegységekben nem. A különböző alegységek elhelyezkedésének topológiai elemzése kimutatta, hogy a három különböző proteolitikus aktivitás, a tripszinszerű, a kimotripszinszerű és a posztglutamil peptidil-hidrolitikus aktivitás esetében az aktív helyeket a különböző β-gyűrűkben elhelyezkedő azonos β-típusú alegységek szomszédos párjai hozzák létre. Az aktív hely maradékainak elemzése egy újfajta proteolitikus mechanizmust tár fel. A három β alegység autokatalízist végez a pro-peptid utolsó Gly-maradványa és az érett alegység Thr1-je között, amely részt vesz az autokatalitikus folyamatban, és a katalitikus hely lényeges részévé válik. A kristályszerkezet felbontása lehetővé tette a különböző proteaszóma-inhibitorok hatásmódjának jobb megértését is. A β1, β2 és β5 Thr1 a kevésbé specifikus kalpain I gátló Acetil-Leu-Leu-Norleucinal (ALLN) inhibitorhoz kötődik. A laktacisztin, egy specifikusabb inhibitor, kovalensen kötődhet a β5-höz, ahol ráadásul számos hidrogénkötést hozhat létre más környező oldalláncokkal. Mutációs analízisek kimutatták, hogy a többi β alegység, különösen a β5 és β1 szomszédságában elhelyezkedő β4 és β7 befolyásolja ezen alegységek aktivitását. A β6 és β7 szintén pro-fehérjékből keletkezik specifikus feldolgozás útján. A β3 és β4 nem kerül feldolgozásra. Az alegységek közötti kapcsolatok kialakításában és a komplex szerkezet stabilizálásában játszott lehetséges szerepük miatt úgy tűnik, hogy a propeptidek nélkülözhetetlenek a proteaszomális szerkezet biogeneziséhez és stabilizálásához, és a feldolgozás csak az összeszerelés után történik. A kristályszerkezet azt is megmutatta, hogy az α-láncok, bár katalitikusan inaktívak, alapvető szerepet játszanak a β-láncok kétgyűrűs szerkezetének stabilizálásában. Szerepet kell játszaniuk a 19S cap-komplexek kötődésében is, de a kontaktok szerkezetét és a kötődés mechanizmusát csak akkor fogjuk tisztázni, amikor a 26S-komplex kristályszerkezetét is feloldjuk. A kristályszerkezetből az is kiderült, hogy a szomszédos aktív β alegységek Thr1-maradványai között 28 Å távolság van. Ez a távolság valószínűleg meghatározza a proteolitikus folyamat során keletkező peptidek hosszát (≈8-aa maradékok), és magyarázatot ad a proteaszómának az I. osztályú MHC-molekulákon megjelenő antigén peptidek létrehozásában betöltött szerepére. A változó hosszúságú köztes termékek létezése azonban egy második hidrolitikus helyre utal a Thr1 után (lásd alább).

Egy fontos, még megoldatlan probléma a fehérje szubsztrátok bejutása és a proteolitikus termékek kilépése a proteaszómából. Az archaebakteriális (Thermoplasma acidophilum) proteaszóma két ≈13 Å méretű belépési pórust tartalmaz a henger két végén, amelyeket a hét α-lánc meghatározott szegmensei vesznek körül. Szembetűnő és meglehetősen meglepő ellentétben az eukarióta 20S proteaszómában ezek a belépési nyílások nem léteznek, és a komplex végeiről nem lehet belépni az α-gyűrűk közötti katalitikus kamrába. Az α1, α2, α3, α6 és α7 N-terminális doménjei egymás felé nyúlnak, és több rétegben, szorosan egymásra ható oldalláncokkal töltik ki a teret. Így a bejutás a végekről csak jelentős átrendeződés után lehetséges, ami a 19S komplexhez való kapcsolódás után következhet be. Egy ilyen átrendeződéshez metabolikus energiára is szükség lehet, amelyet a 19S komplex több alegységének ATPáz aktivitása biztosíthat. Az élesztőkomplex néhány keskeny oldalsó nyílást mutat, különösen az α és β gyűrű közötti határfelületen. Ezek a nyílások közvetlenül a Thr1 aktív helyekhez vezetnek. Olyan poláris maradékokkal vannak bevonva, amelyek potenciálisan átrendeződhetnek, hogy ≈10 Å méretű nyílásokat hozzanak létre, amelyeken keresztül kibontott és megnyúlt fehérje szubsztrátok juthatnak be.

A 20S proteaszóma aktivitásának szabályozása több szinten történik. Az antigénprezentáló sejtek γ interferonnal történő stimulálása után a három konstitutív β alegység, az 1, 2 és 5, új és különböző β alegységekre, β1i (LMP2), β2i (MECL1) és β5i (LMP7) változik. Az új alegységek viszonylag hatékonyabbak az MHC I. osztályú molekulák és a megfelelő citotoxikus T-sejtek által a T-sejt receptorokon keresztül felismert antigén peptidek előállításában. A szabályozás egy másik típusa a szabályozó komplexekkel való komplexképzéssel jár. A 26S proteaszóma a 20S komplex és két 19S komplex ATP-függő társulása után jön létre. A 19S komplexek legalább 18 különböző fehérjéből állnak, amelyek molekulatömege 25-110 kDa között mozog. Ez a komplex szolgál a katalitikus mag belépési kapujaként, és biztosítja a különböző szabályozó funkciókat, amelyek az ubikvitinnel jelölt szubsztrátok szelektív lebontásának biztosításához szükségesek. Ezek közé tartozik például az ubikvitin láncok kötőhelye, az ubikvitin újrahasznosítási aktivitás és számos ATP-áz, valamint a 20S komplex különböző peptidáz aktivitásainak stimulálására való képesség. Valóban azonosítottak olyan alegységeket, amelyek ilyen tevékenységeket végeznek. Különösen érdekes az ubikvitinlánc-kötő alegység, amelyet mind emlősökben (S5a), mind növényekben (MBP1) leírtak. Ezek az alegységek ubikvitin-monomereket kötnek, azonban a poliubikvitin láncok, és különösen azok, amelyek négynél több egységet tartalmaznak, nagyobb affinitással kötődnek. Nemrégiben klónozták a homológ láncot kódoló élesztőgént, az Mcb1-et. Meglepő módon a Δmcb1 deléciós mutánsok nem mutatnak növekedési rendellenességet és normálisan lebontják az ubikvitinilált fehérjéket, kivéve a lineáris fúziós modellfehérjét, az ubikvitin-Pro-β-Gal-t. Enyhe érzékenységet mutatnak azonban a stresszre, például az aminosav-analógoknak való kitettségre (15). E váratlan eredmények egyik lehetséges magyarázata, hogy az ubikvitinilált fehérjéket egy további, még nem definiált proteaszomális alegység ismeri fel. Az egyik ilyen jelölt a Doa4 deubikvitiláló enzim, amely az ubikvitin-részek eltávolítását végzi a proteolitikus szubsztrátokról. Egy távoli lehetőség, hogy a proteaszóma nem ismeri fel az ubikvitin-részeket, hanem a molekuláris chaperonokhoz hasonlóan a fehérje-szubsztrát rosszul definiált, rosszul foldozott motívumaihoz társul. Ezek a motívumok a fehérje “denaturálódása” után keletkeznek az ubikvitin-jelölés által. A proteaszóma felismerési specifitásának és az ubikvitin ebben a folyamatban játszott szerepének azonosítása alapvető fontosságú különösen a proteáz és általában az ubikvitin-rendszer hatásmechanizmusának megértéséhez. A 19S proteaszóma másik szabályozó funkciója a poliubikvitin láncok szerkesztésével kapcsolatos. A komplex tartalmaz egy 37 kDa izopeptidázt, amely eltávolítja a rövid poliubikvitin láncok disztális végéről az egyes ubikvitin részeket (16). Feltételezhető, hogy ez az izopeptidáz részt vesz a szerkesztésben és a rosszul ubikvitinilált vagy lassan lebomló fehérjék megmentésében a lebomlástól. Ebben a tekintetben különbözik a Doa4-től és egy ATP-függő izopeptidáztól, amely a proteaszómához kapcsolódik. A két enzim részt vesz az ubikvitin újrahasznosításában és a szabad ubikvitin szintjének fenntartásában a sejtben.

A másik komplex, amely a 20S proteaszómához társul és drámaian fokozza annak aktivitását, a PA28 (REG vagy a 11S szabályozó; hivatkozások 17 és 18). A 19S-sel való társulástól eltérően a PA28-cal való komplexképződés ATP-független. A társulás után a PA28 növeli a 20S komplex Vmax értékét és csökkenti a Km értékét a különböző peptidek egész sora felé. A PA28-20S-PA28 komplex azonban inaktív az intakt natív vagy ubikvitin-konjugált fehérjékkel szemben. A tiszta aktivátor két ≈28 kDa-os alegység, a PA28α és PA28β komplexe, amelyek ≈50%-ban azonosak. Az alegységspecifikus antitestekkel végzett immunprecipitáció és a kémiai keresztkötési kísérletek kimutatták, hogy a PA28 egy gyűrű alakú hexamer, amely váltakozó α és β alegységekből áll, (αβ)3 sztöchiometriával (19). Érdekes módon ezek az alegységek 30-40%-ban azonosak egy eddig ismeretlen funkciójú nukleáris fehérjével, a Ki antigénnel, amely a szisztémás lupus erythematosus autoimmun betegségben szenvedő betegek szérumával reagál. A hexamer komplex gyűrű alakú szerkezettel rendelkezik (1. ábra), és a 20S proteaszóma-komplexet vagy az egyik, vagy mindkét véglemezén elzárja. A kupakszerkezetet egy központi csatorna szeli át, amelynek szélső végén egy 20 Å-s nyílás, a proteaszóma kötőfelületén pedig egy 30 Å-s nyílás található (20, 21). A nyílások és a csatorna valószínűleg a peptidszubsztrátok transzlokációs gépezetének részeként szolgálnak a 20S komplex katalitikus kamrájába vezető úton. A PA28α képes hexa- vagy hepta-homomultimereket létrehozni, amelyek társulnak a 20S komplexhez és aktiválják azt, bár kevésbé hatékonyan, mint az (αβ)3 heteromultimer. Ezzel szemben a PA28β nem társul a 20S komplexhez, és nem rendelkezik stimuláló aktivitással. A β alegységek szerepe valószínűleg az, hogy az α alegységek aktivitásának közvetett befolyásolásával vagy a PA28 részecskének a 20S proteaszómához való affinitásának módosításával modulálják a PA28 aktivitását.

A PA28α központi részében egy egyedi szekvencia, a KEKE-motívum található, amely egy hidrofil domén, amely váltakozva pozitív töltésű Lys-maradékokból és negatív töltésű Glu-maradékokból áll. Feltételezték, hogy ez a motívum, amely a PA28β-ban nem létezik, elősegíti a PA28 részecske α alegységei és a 20S proteaszóma α alegységei közötti fehérje-fehérje kölcsönhatást (22). Mutációs elemzés azonban kimutatta, hogy a ΔKEKE PA28α megőrzi stimuláló aktivitását (23). A 20S proteaszómához való kötődéshez azonban a PA28α intakt C-terminusára van szükség, és a 20S proteaszóma C2 α alegységét is bevonhatja (8). Feltételezték, hogy a foszforiláció aktiválja a PA28α stimuláló aktivitását, azonban ez a szabályozási mód nem bizonyított.

A PA28α Zhang és munkatársai (5) által végzett mutációs elemzése több inaktiváló mutációt mutatott ki a molekula alapjának egy meghatározott hurokjában. A mutáns fehérjék egy része szorosan kötődik a 20S komplexhez, de nem képes aktiválni azt (5). Így a proteaszómához való kötődés egyértelműen elválasztható a PA28 stimuláló aktivitásától. Érdekes módon az 51-122-es aminosavmaradványokat átfogó inaktiváló mutációk eloszlásában nagy különbség van. Ez a mutációmentes zóna egy olyan régiót képvisel, amely a PA28 komplex minden egyes alegységére egyedileg jellemző. Valószínűleg nem vesz részt a PA28 és a 20S komplex kölcsönhatásában vagy proteolitikus aktivitásának serkentésében. Inkább a részecskének az ép sejtben való működésében játszhat szerepet, például a sejten belüli lokalizációjában vagy más komponensekkel való társulásában, amelyek meghatározzák a specifikus aktivitását és kölcsönhatásait.

Egy fontos probléma a PA28 fiziológiai szerepével kapcsolatos. Mindkét alegységet jelentősen indukálja az interferon γ, ami arra utal, hogy a részecske szerepet játszik a proteaszóma antigénfeldolgozó funkciójában. A PA28α overexpressziója egy olyan egér fibroblasztvonalban, amely a citomegalovírus pp89 fehérjét expresszálja, a pp89-specifikus citotoxikus T-sejtek általi felismerés jelentős fokozódását eredményezi. Hasonlóképpen egy influenza nukleoprotein prezentációja is fokozódott (24). Sejtmentes rendszerben végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a PA28-20S-PA28 komplex egy koordinált kettős hasadási mechanizmus segítségével hatékonyan képes a nagy peptideket (amelyek mind az N-, mind a C-terminálison flankáló szekvenciákkal rendelkeznek) az MHC-komplex és a megfelelő citotoxikus T-sejt által felismert pontos antigén epitópokra trimmelni (25). Úgy tűnik tehát, hogy a PA28 fontos szerepet játszik az antigének feldolgozásában az I. osztályú MHC-molekulákon történő bemutatáshoz. Mivel a PA28-20S-PA28 proteaszóma nem tudja megemészteni az intakt natív vagy ubikvitinilált fehérjéket, a 19S-20S-19S proteaszómához képest downstream módon kell működnie, amely az ubikvitinnel jelölt fehérjéket vagy nagy peptideket bontja le. Az is lehetséges, bár nem bizonyított, hogy egyetlen aszimmetrikus 19S-20S-PA28 proteaszóma létezik, amely képes elvégezni ezt a kétlépcsős proteolitikus folyamatot, a kezdeti proteolízist nagy peptidekké és a végső trimmelést. A szimmetrikus vagy feltételezett aszimmetrikus PA28-tartalmú proteaszómák részt vehetnek a peptidek szabad aminosavakká történő terminális lebontásában is, amely tevékenységet a 19S-20S-19S proteaszóma nem képes katalizálni (1. ábra). Úgy tűnik tehát, hogy a PA28 komplex celluláris szerepének tisztázása további kísérletekre vár.

.