Co je to Ubiquitin Protein?

Ubiquitinový (Ub) protein je regulační protein, který se nachází v tkáních eukaryotických organismů, což jsou ty, které mají složité buněčné struktury obklopené membránami. Do této kategorie patří zvířata, rostliny a houby. Hlavní úlohou ubikvitinového proteinu je označit jiné proteiny ke zničení. Když se alespoň čtyři připojí k jinému proteinu, buňka ho začne rozebírat.

Ubiquitinový protein, který se skládá ze sekvence pouze 76 aminokyselin, se mezi organizmy liší jen málo. Existuje jen nepatrný rozdíl mezi lidskou verzí a verzí nalezenou u kvasinek, což naznačuje, že její struktura je nezbytná pro komplexní funkci buněk. Amino sekvence byla zachována v průběhu evoluční historie.

Buňky neustále vytvářejí proteiny, které vykonávají specifické funkce. Demontáž tohoto typu proteinu je účinným způsobem, jak zajistit, že proces s ním spojený je zastaven. Ubiquitinový protein hraje ústřední roli při eliminaci proteinů, které již nejsou potřeba. Ve zpracované označované ubikvitinaci jsou proteiny, které mají být recyklovány, označeny molekulovou značkou, ubikvitinovým proteinem.

Předpokládá se, že regulační proteiny, které dokončily svou funkci, spouštějí signál, který přitahuje ubikvitinový protein. K dokončení připojení jsou zapotřebí tři typy enzymů. E1 nebo enzymy aktivující Ub uvedly ubiquitin do reaktivního stavu. Připojení k proteinu je katalyzováno enzymy E2 nebo Ub-konjugujícími. Třetí typ enzymu, E3, pracuje na identifikaci proteinu, který má být odstraněn.

Jeden organismus může obsahovat mnoho různých verzí těchto enzymů. Například v kvasnicích existuje více než tucet variant enzymu E2. Předpokládá se, že kombinace těchto variant usnadní ubiquitinové značení proteinů spojených se specifickými funkcemi.

Protein identifikovaný čtyřmi nebo více značkami se přivádí do proteazomu, což je dutá struktura, která štěpí proteiny na jednotlivé části. Ubikvitinová proteinová značka působí jako chemický klíč k otevření proteazomu. Po zahájení demontáže jsou uvolněny značky Ub a mohou být znovu použity. Objevitelům tohoto procesu byla udělena Nobelova cena za rok 2004 v chemii.

Protein ubiquitinu hraje ústřední roli v mnoha různých buněčných procesech. Dysfunkce v procesech zprostředkovaných Ub může vést k řadě patologických stavů. Některé rakoviny, poruchy imunitního systému a degenerativní nervové choroby byly spojeny s nesprávnou funkcí Ub, což naznačuje možné možnosti léčby nebo cesty pro další výzkum.