Hvad er Ubiquitin-systemet?

Ubiquitin er en type protein, der findes i eukaryote celler. Eukaryote celler har en cellekerne og findes i mennesker, dyr, planter og svampe. Inde i celler syntetiseres proteiner kontinuerligt og nedbrydes eller nedbrydes, og ubiquitinsystemet hjælper med at regulere denne proteinomsætning. Ubiquitin binder sig til de proteiner, der skal nedbrydes, og mærker dem effektivt. Derefter føres proteinerne til en struktur kaldet et proteasom, hvor nedbrydning finder sted.

Proteiner er lavet af enheder kaldet aminosyrer, og 76 aminosyrer udgør det lille ubiquitinprotein. Sekvensen af ​​disse aminosyrer ændres ikke meget i forskellige organismer, så gær ubiquitin og humant ubiquitin indeholder kun omkring tre sekvensforskelle. Ubiquitin får sit navn fra ordet allestedsnærværende, der henviser til noget, der findes overalt. I overensstemmelse med dens navn er ubiquitin ikke begrænset til en del af cellen, men er til stede overalt. Ubiquitinsystemet er involveret i mange cellulære processer, hvor proteinmodifikation forekommer, herunder vækst, opdeling og død af celler, og kopiering og reparation af DNA.

Inden ubiquitin-systemet kan begynde at arbejde, skal ubiquitin aktiveres. Dette trin kræver energi i form af adenosintrifosfat (ATP), en struktur, der bærer kemisk energi inde i cellen. Energien er nødvendig for at gøre det muligt for et enzym kaldet E1 at aktivere ubiquitin.

Dernæst fungerer to yderligere ubiquitin-systemenzymer, kendt som E2 og E3, sammen for at binde ubiquitin til målproteinet. Det menes, at E3 også hjælper med at identificere proteinet, og en eller flere ubiquitinmolekyler kan derefter fastgøres til det. Signalet, der markerer et protein til genkendelse af ubiquitin-systemet er ikke kendt, selvom forskere mener, at visse aminosyrer kan være ansvarlige, hvoraf nogle kan forblive skjult, medmindre proteinet udfolder sig eller deltager i en reaktion.

Endelig overføres proteinet med dets ubiquitin-tag til et proteasom, der skal nedbrydes. Nogle forskere mener, at ubiquitin hjælper med at holde proteinet bundet til proteasomet, mens nedbrydning finder sted, og forhindrer, at det bryder væk for tidligt. Proteasomer er cylindriske proteindedbrydende maskiner, der består af en stak ringe. Ringerne i hver ende af cylinderen er inaktive, mens de centrale ringe er aktive og omslutter et kammer, hvor proteiner nedbrydes. Hætter i begge ender af cylinderen fastgøres til ubiquitin og dirigerer proteiner ind i kammeret til nedbrydning.