Hvad er ubiquitinationen af proteiner?
Ubiquitinationen af proteiner er en regulatorisk proces, der forekommer i en celle for at nedbryde proteinmolekyler. Under processen binder små proteiner kendt som ubiquitiner sig til de proteinmolekyler, der skal nedbrydes. Disse ubiquitin -molekyler signaliserer effektivt proteinet til nedbrydning med et proteosom eller proteinkegrader. Der er adskillige trin i ubiquitinationen af proteiner, som alle er vigtige for normale cellulære processer, da celler konstant skaber og nedbryder nye proteiner som respons på miljøændringer.
For det første skal den ubiquitinmolekyle aktiveres for at mærke andre proteiner, et trin, der opnås ved den ubiquitin-givende enzym, e 1 . Dette trin i ubiquitinationen af proteiner er energiafhængig, hvilket betyder, at det kræver, at cellen bruger energi gennem adenosintriphosphat (ATP). E 2 eller ubiquitin-konjugerende enzym, bruges i det andet trin i processen, hvor et andet kemisk rEakt kendt som en transthioesterificering forekommer.
Når ubiquitinet har bestået disse to trin, binder det sig til E 3 eller ubiquitin-protein-ligase. Der er over 100 E 3 enzymer i humane celler, som hver er specifik for et protein, kendt som substratet eller målproteinet. Da der også er mange E 2 molekyler, giver de forskellige kombinationer af de tre hovedenzymer mulighed for et højt specificitetsniveau for hvert substrat. Dette hjælper en celle omhyggeligt med at overvåge intracellulære forhold og strømline processen med at vælge proteiner til nedbrydning. Det aktiverede E 3 enzym vil binde til både underlaget og ubiquitinmolekylet, sammen med de to molekyler og fortsætte ubiquitinationen af proteiner i hele cellen.
Mindst tre eller fire ubiquitinmolekyler er normalt nødvendige for at signalere proteinsubstratet, der skal nedbrydes af proteosomig. Yderligere ubiquitination af proteiner kan ofte opnås ved den samme E 3 , der initierer den første tilsætning af et ubiquitin -molekyle. Når underlaget har en tilstrækkelig lang ubiquitin -kæde, vil proteosomet konvolutte det og nedbryde det tilbage til aminosyrer, byggestenene til større proteiner.
Ubiquitinationen af proteiner signaliserer ikke altid et molekyle til nedbrydning. Ubiquitin -molekyler dirigerer undertiden et underlag for at flytte til en anden del af cellen, mens andre gange simpelthen vil ændre dens funktion. Når ubiquitin bruges til disse signalformål, er det generelt til stede som kun en tilknyttet enhed, skønt der er et par sjældne tilfælde, hvor mere end et ubiquitin -molekyle stadig vil virke for at modificere, i modsætning til forringelse. Celler indeholder også specielle enzymer kendt som deubiquitinaser, der kan fjerne ubiquitin -molekyler fra mærkede proteiner og vende processen.