Hvad er Ubiquitin-protein?

Ubiquitin (Ub) -protein er et regulatorisk protein, der findes i vævene i eukaryote organismer, som er de, der har komplekse cellestrukturer omgivet af membraner. Dyr, planter og svampe er inkluderet i denne kategori. Ubiquitin-proteinets vigtigste rolle er at mærke andre proteiner til destruktion. Når mindst fire binder sig til et andet protein, begynder cellen at adskille det.

Sammensat af en sekvens på kun 76 aminosyrer, varierer ubiquitinprotein lidt mellem organismer. Der er kun en lille forskel mellem den humane version og den, der findes i gær, hvilket antyder, at dens struktur er essentiel for kompleks cellefunktion. Aminosekvensen er blevet bevaret gennem evolutionær historie.

Celler bygger kontinuerligt proteiner, der udfører specifikke funktioner. Demontering af denne type protein er en effektiv måde at sikre, at processen, der er forbundet med det, er standset. Ubiquitin-protein spiller en central rolle i eliminering af proteiner, der ikke længere er nødvendige. I en forarbejdet betegnet ubiquitination får proteinerne, der skal genanvendes, en molekylær markering, ubiquitinproteinet.

Reguleringsproteiner, der har afsluttet deres funktion, menes at udløse et signal, der tiltrækker ubiquitinproteinet. Tre typer enzymer er nødvendige for at afslutte vedhæftningen. E1 eller Ub-aktiverende enzymer sætter ubiquitin i en reaktiv tilstand. Fastgørelse til proteinet katalyseres af E2 eller Ub-konjugerende enzymer. En tredje type enzym, E3, arbejder på at identificere proteinet, der skal fjernes.

En enkelt organisme kan indeholde mange forskellige versioner af disse enzymer. Der er over et dusin varianter af E2-enzymet i f.eks. Gær. En kombination af disse varianter menes at lette ubiquitin-mærkning af proteiner forbundet med specifikke funktioner.

Et protein, der er identificeret med fire eller flere tags, føres ind i proteasomet, en hul struktur, der nedbryder proteiner i individuelle dele. Ubiquitin-proteinmærket fungerer som en kemisk nøgle til at åbne proteasomet. Når demontering begynder, frigøres Ub-tags og kan bruges igen. Nobelprisen i kemi i 2004 blev tildelt opdagerne af denne proces.

Ubiquitin-proteinet spiller en central rolle i mange forskellige cellulære processer. Dysfunktion i Ub-medierede processer kan føre til en række patologiske tilstande. Visse kræftformer, forstyrrelser i immunsystemet og degenerative nervesygdomme er blevet bundet til forkert Ub-funktion, hvilket antyder mulige behandlingsmuligheder eller muligheder for yderligere forskning.