Che cos'è la proteina Ubiquitin?

La proteina Ubiquitin (Ub) è una proteina regolatrice presente in tutti i tessuti degli organismi eucariotici, che sono quelli che hanno strutture cellulari complesse circondate da membrane. Animali, piante e funghi sono inclusi in questa categoria. Il ruolo principale della proteina ubiquitina è quello di etichettare altre proteine ​​per la distruzione. Quando almeno quattro si attaccano a un'altra proteina, la cellula inizia a smontarla.

Composta da una sequenza di soli 76 aminoacidi, la proteina ubiquitina varia poco tra gli organismi. C'è solo una leggera differenza tra la versione umana e quella trovata nel lievito, suggerendo che la sua struttura è essenziale per la funzione cellulare complessa. La sequenza amminica è stata conservata nella storia dell'evoluzione.

Le cellule costruiscono continuamente proteine ​​che svolgono funzioni specifiche. Lo smontaggio di questo tipo di proteina è un modo efficace per assicurare che il processo ad esso associato sia interrotto. Le proteine ​​dell'ubiquitina svolgono un ruolo centrale nell'eliminazione delle proteine ​​che non sono più necessarie. In un'ubiquitinazione elaborata, alle proteine ​​da riciclare viene assegnato un tag molecolare, la proteina ubiquitina.

Si ritiene che le proteine ​​regolatorie che hanno completato la loro funzione attivino un segnale che attiri la proteina ubiquitina. Sono necessari tre tipi di enzimi per completare l'attaccamento. E1, o enzimi attivanti Ub, mettono l'ubiquitina in uno stato reattivo. L'attaccamento alla proteina è catalizzato da E2 o enzimi coniuganti Ub. Un terzo tipo di enzima, E3, lavora per identificare la proteina da rimuovere.

Un singolo organismo può contenere molte versioni diverse di questi enzimi. Ci sono oltre una dozzina di varianti dell'enzima E2 nel lievito, per esempio. Una combinazione di queste varianti è pensata per facilitare la marcatura ubiquitina delle proteine ​​associate a funzioni specifiche.

Una proteina identificata da quattro o più tag viene immessa nel proteasoma, una struttura cava che scompone le proteine ​​in singole parti. Il tag della proteina ubiquitina agisce come una chiave chimica per aprire il proteasoma. Quando inizia lo smontaggio, i tag Ub vengono rilasciati e possono essere riutilizzati. Il premio Nobel 2004 per la chimica è stato assegnato agli scopritori di questo processo.

La proteina ubiquitina svolge un ruolo centrale in molti processi cellulari diversi. La disfunzione nei processi mediati da Ub può portare a una serie di condizioni patologiche. Alcuni tumori, disturbi del sistema immunitario e malattie degenerative dei nervi sono stati collegati a una funzione Ub inadeguata, suggerendo possibili opzioni di trattamento o strade per ulteriori ricerche.