โปรตีเอโซมซับยูนิตเบตาชนิดที่ 2หรือที่รู้จักกันในชื่อ20S โปรตีเอโซมซับยูนิตเบตา-4 (ตามระบบการตั้งชื่อ) เป็นโปรตีนที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนPSMB2 ^{[ 5 ]} โปรตีนนี้เป็นหนึ่งใน 17 ซับยูนิตที่จำเป็น (อัลฟาซับยูนิต 1–7, เบต้าซับยูนิตแบบคง ที่1–7 และซับยูนิตแบบเหนี่ยวนำได้ รวมถึงเบตา1i, เบตา2i, เบตา5i) ที่มีส่วนช่วยในการประกอบคอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 20S ให้สมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรตีเอโซมซับยูนิตเบตาชนิดที่ 2 พร้อมกับเบต้าซับยูนิตอื่นๆ จะประกอบกันเป็นวงแหวนเจ็ดเหลี่ยมสองวง และต่อมาเป็นห้องโปรตีโอไลติกสำหรับการย่อยสลายสารตั้งต้น โปรตีเอโซมของยูคาริโอตจะจดจำโปรตีนที่สามารถย่อยสลายได้ รวมถึงโปรตีนที่เสียหายเพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมคุณภาพโปรตีน หรือส่วนประกอบโปรตีนควบคุมที่สำคัญสำหรับกระบวนการทางชีววิทยาแบบไดนามิก หน้าที่สำคัญของโปรตีเอโซมที่ดัดแปลงแล้ว คือ อิมมูโนโปรตีเอโซม คือการประมวลผลเปปไทด์ MHC คลาส I

หน้าที่ของโปรตีนได้รับการสนับสนุนจากโครงสร้างตติยภูมิและการโต้ตอบกับพันธมิตรที่เกี่ยวข้อง ในฐานะที่เป็นหนึ่งใน 28 หน่วยย่อยของโปรตีเอโซม 20S หน่วยย่อยเบตาประเภท 2 ของโปรตีเอโซมมีส่วนช่วยในการสร้างสภาพแวดล้อมการย่อยสลายโปรตีนเพื่อการย่อยสลายสารตั้งต้น หลักฐานจากโครงสร้างผลึกของคอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 20S ที่แยกออกมาแสดงให้เห็นว่าวงแหวนสองวงของหน่วยย่อยเบตาจะสร้างห้องย่อยสลายโปรตีนและรักษาไซต์ที่ใช้งานทั้งหมดของการย่อยสลายโปรตีนไว้ภายในห้อง^{[ 8 ]}ในขณะเดียวกัน วงแหวนของหน่วยย่อยอัลฟาจะสร้างทางเข้าสำหรับสารตั้งต้นที่เข้าสู่ห้องย่อยสลายโปรตีน ในคอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 20S ที่ไม่ทำงาน ประตูสู่ห้องย่อยสลายโปรตีนภายในจะถูกป้องกันโดยหาง N-terminal ของหน่วยย่อยอัลฟาเฉพาะ โครงสร้างการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ป้องกันการพบกันโดยบังเอิญระหว่างไซต์ที่ใช้งานการย่อยสลายโปรตีนและสารตั้งต้นโปรตีน ซึ่งทำให้การย่อยสลายโปรตีนเป็นกระบวนการที่มีการควบคุมอย่างดี^{[ 9 ] [ 10 ]}คอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 20S โดยตัวมันเองมักจะไม่ทำงาน ความสามารถในการย่อยโปรตีนของอนุภาคแกนกลาง 20S (CP) สามารถถูกกระตุ้นได้เมื่อ CP เชื่อมโยงกับอนุภาคควบคุม (RP) หนึ่งหรือสองตัวที่ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของวงแหวนอัลฟา อนุภาคควบคุมเหล่านี้รวมถึงคอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 19S คอมเพล็กซ์โปรตีเอโซม 11S เป็นต้น หลังจากการเชื่อมโยงของ CP-RP โครงสร้างของซับยูนิตอัลฟาบางตัวจะเปลี่ยนแปลงและส่งผลให้ประตูทางเข้าของสารตั้งต้นเปิดออก นอกจาก RP แล้ว โปรตีเอโซม 20S ยังสามารถถูกกระตุ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการบำบัดทางเคมีอย่างอ่อนอื่นๆ เช่น การสัมผัสกับโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต (SDS) หรือ NP-14 ในระดับต่ำ^{[ 10 ] [ 11 ]}

โปรตีเอโซมและหน่วยย่อยของมันมีความสำคัญทางคลินิกอย่างน้อยสองประการ: (1) การประกอบเชิงซ้อนที่บกพร่องหรือโปรตีเอโซมที่ทำงานผิดปกติอาจเกี่ยวข้องกับพยาธิสรีรวิทยาพื้นฐานของโรคเฉพาะ และ (2) สามารถนำมาใช้เป็นเป้าหมายยาสำหรับการรักษาได้ เมื่อเร็วๆ นี้ มีความพยายามมากขึ้นในการพิจารณาโปรตีเอโซมสำหรับการพัฒนาเครื่องหมายและกลยุทธ์การวินิจฉัยใหม่ๆ ความเข้าใจที่ดียิ่งขึ้นและครอบคลุมเกี่ยวกับพยาธิสรีรวิทยาของโปรตีเอโซมควรนำไปสู่การประยุกต์ใช้ทางคลินิกในอนาคต

โปรตีเอโซมเป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบยูบิควิติน-โปรตีเอโซม (UPS) ^{[ 12 ]}และการควบคุมคุณภาพโปรตีน (PQC) ของเซลล์ที่เกี่ยวข้องการยูบิควิติน ของโปรตีนและการย่อย สลายโปรตีน โดยโปรตีเอโซม ในภายหลังเป็นกลไกสำคัญในการควบคุมวงจรเซลล์การเจริญเติบโตและการแบ่งเซลล์ การถอดรหัสยีน การส่งสัญญาณ และอะพอพโทซิส [ ^{13 ] ต่อ}มา การประกอบและการทำงานของโปรตีเอโซมคอมเพล็กซ์ที่บกพร่องนำไปสู่กิจกรรมการย่อยสลายโปรตีนที่ลดลงและการสะสมของโปรตีนที่เสียหายหรือพับผิดรูป การสะสมของโปรตีนดังกล่าวอาจมีส่วนทำให้เกิดพยาธิสภาพและลักษณะทางฟีโนไทป์ในโรคทางระบบประสาทเสื่อม^{[ 14 ] [ 15 ]}โรคหัวใจ และหลอดเลือด ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}การตอบสนองต่อการอักเสบและโรคภูมิต้านตนเอง^{[ 19 ] และการตอบ สนอง} ต่อความเสียหายของ DNA ทั่วร่างกายที่นำไปสู่มะเร็ง [ ^{20 ]}

การศึกษาเชิงทดลองและทางคลินิกหลายชิ้นระบุว่าความผิดปกติและการควบคุมที่ไม่เหมาะสมของ UPS มีส่วนทำให้เกิดพยาธิสภาพของโรคทางระบบประสาทและกล้ามเนื้อเสื่อมหลายชนิด รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ [ ^{21 ]}โรคพาร์กินสัน^{[ 22 ]}และโรคพิก^{[ 23 ]}โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง ( ALS) ^{[ 23 ]}โรคฮันติงตัน โรคครอยซ์เฟลด์-จาคอบและโรคเซลล์ประสาท สั่งการ โรคโพลีกลูตามีน (PolyQ) โรคกล้ามเนื้อ เสื่อม ^{[ 24 ] และโรค ทาง}ระบบประสาทเสื่อมชนิดหายากหลายรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับภาวะสมองเสื่อม [ ^{25 ] ใน}ฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบยูบิควิติน-โปรตีเอโซม (UPS) โปรตีเอโซมจะรักษาภาวะสมดุลของโปรตีนในหัวใจและมีบทบาทสำคัญในการบาดเจ็บ จากภาวะขาด เลือด ของหัวใจ ^{[ 26 ]}ภาวะหัวใจห้องล่างโต^{[ 27 ]}และภาวะหัวใจล้มเหลว^{[ 28 ]}นอกจากนี้ หลักฐานยังสะสมมากขึ้นเรื่อยๆ ว่า UPS มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงไปสู่มะเร็ง การสลายโปรตีนของ UPS มีบทบาทสำคัญในการตอบสนองของเซลล์มะเร็งต่อสัญญาณกระตุ้นที่สำคัญต่อการพัฒนาของมะเร็ง ดังนั้น การแสดงออกของยีนโดยการย่อยสลายปัจจัยการถอดรหัสเช่นp53 , c-jun , c-Fos , NF-κB , c-Myc , HIF-1α, MATα2, STAT3 , โปรตีนที่จับกับองค์ประกอบที่ควบคุมโดยสเตอรอล และตัวรับแอนโดรเจนล้วนถูกควบคุมโดย UPS และเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของมะเร็งชนิดต่างๆ^{[ 29 ]}ยิ่งไปกว่านั้น UPS ยังควบคุมการย่อยสลายของผลิตภัณฑ์ยีนยับยั้งเนื้องอก เช่นadenomatous polyposis coli ( APC ) ในมะเร็งลำไส้ใหญ่และเรตินอบลาสโตมา (Rb) และยีนยับยั้งเนื้องอก von Hippel–Lindau (VHL) รวมถึงโปรโตออนโคยีน จำนวนหนึ่ง ( Raf , Myc , Myb , Rel , Src , Mos , ABL)นอกจากนี้ UPS ยังมีส่วนร่วมในการควบคุมการตอบสนองต่อการอักเสบ กิจกรรมนี้มักเกิดจากบทบาทของโปรตีเอโซมในการกระตุ้น NF-κB ซึ่งจะควบคุมการแสดงออกของไซโตไคน์ ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เช่นTNF-α , IL-β , IL-8 , โมเลกุลยึดเกาะ ( ICAM-1 , VCAM-1 , P-selectin ) และโปรสตาแกลนดินและไนตริกออกไซด์ (NO) ^{[ 19 ]}ยิ่งไปกว่านั้น UPS ยังมีบทบาทในการตอบสนองต่อการอักเสบในฐานะตัวควบคุมการเพิ่มจำนวนของเม็ดเลือดขาว โดยส่วนใหญ่ผ่านการย่อยสลายโปรตีนของไซคลินและการย่อยสลายสารยับยั้งCDK ^{[ 30 ]}สุดท้ายนี้ ผู้ป่วย โรคภูมิต้านตนเองเช่นSLE , กลุ่มอาการ Sjögrenและโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ (RA) มักมีโปรตีเอโซมหมุนเวียนอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพทางคลินิกได้^{[ 31 ]}

โปรตีเอโซมซับยูนิตเบตา-2 หรือที่รู้จักกันในชื่อ 20S โปรตีเอโซมซับยูนิตเบตา-4 ซึ่งเป็นโปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีน PSMB2 ในมนุษย์ แสดงให้เห็นว่ามีความเสถียรในเซลล์หลอดลมและถุงลม ( BAL ) ของปอดในระหว่างสภาวะทางคลินิกบางอย่าง เช่นโรคปอดคั่นระหว่างเซลล์และ โรค ซาร์คอยโดซิส (ควบคู่ไปกับ RPL32) ดังนั้น PSMB2 จึงเป็นยีนอ้างอิงที่เหมาะสมสำหรับการทำให้เป็นมาตรฐานในเซลล์ BAL ในโรคซาร์คอยโดซิสและโรคปอดคั่นระหว่างเซลล์อื่นๆ ในระหว่างการศึกษาทางคลินิกโดยใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสย้อนกลับเชิงปริมาณ ( qRT-PCR ) ^{[ 32 ]}