Co je systém Ubiquitin?
Ubiquitin je typ proteinu, který se nachází v eukaryotických buňkách. Eukaryotické buňky mají buněčné jádro a nacházejí se u lidí, zvířat, rostlin a hub. Uvnitř buněk jsou proteiny neustále syntetizovány a štěpeny nebo degradovány a ubiquitinový systém pomáhá regulovat tento obrat proteinu. Ubiquitin se váže na ty proteiny, které mají být degradovány, a účinně je značí. Pak jsou proteiny přeneseny do struktury nazývané proteazom, kde dochází k degradaci.
Proteiny jsou vyrobeny z jednotek zvaných aminokyseliny a 76 aminokyselin tvoří malý ubiquitinový protein. Sekvence těchto aminokyselin se u různých organismů příliš nemění, takže kvasinky ubiquitin a lidský ubiquitin obsahují pouze kolem tří sekvenčních rozdílů. Ubiquitin získává své jméno od slova všudypřítomné, které odkazuje na něco, co se nachází všude. V souladu se svým názvem není ubiquitin omezen na jednu část buňky, ale je přítomen všude. Systém ubiquitinu je zapojen do mnoha buněčných procesů, kde dochází k modifikaci proteinu, včetně růstu, dělení a smrti buněk a kopírování a opravy DNA.
Než systém ubiquitin začne fungovat, musí být aktivován ubiquitin. Tento krok vyžaduje energii ve formě adenosintrifosfátu (ATP), struktury, která nese chemickou energii uvnitř buňky. Energie je potřebná, aby se enzymu zvanému E1 aktivoval ubikvitin.
Dále dva další enzymy systému ubiquitinového systému, známé jako E2 a E3, společně působí, aby připojily ubiquitin k cílovému proteinu. Předpokládá se, že E3 také pomáhá identifikovat protein, a pak se k němu může připojit jedna nebo více molekul ubikvitinu. Signál, který označuje protein pro rozpoznávání systémem ubikvitinů, není znám, ačkoli vědci se domnívají, že určité aminokyseliny mohou být odpovědné, některé z nich mohou zůstat skryté, pokud se protein nerozvíjí nebo se nezúčastní reakce.
Nakonec je protein s ubiquitinovou značkou přenesen do proteazomu, který má být degradován. Někteří vědci se domnívají, že ubiquitin pomáhá udržovat bílkovinu připojenou k proteazomu, zatímco dochází k degradaci, což zabraňuje příliš rychlému odbourávání. Proteazomy jsou válcovité proteiny odbourávající proteiny, které se skládají z hromady prstenců. Kruhy na obou koncích válce jsou neaktivní, zatímco centrální kruhy jsou aktivní a uzavírají komoru, ve které jsou proteiny štěpeny. Čepice na obou koncích válce se připojují k ubikvitinu a směrují proteiny do komory pro degradaci.