Wat is ubiquitine-eiwit?

Ubiquitine (Ub) -eiwit is een regulerend eiwit dat wordt aangetroffen in de weefsels van eukaryotische organismen, dat zijn die complexe celstructuren hebben omringd door membranen. Dieren, planten en schimmels vallen onder deze categorie. De belangrijkste rol van ubiquitine-eiwit is het taggen van andere eiwitten voor vernietiging. Wanneer ten minste vier zich hechten aan een ander eiwit, begint de cel het uit elkaar te halen.

Samengesteld uit een sequentie van slechts 76 aminozuren, varieert ubiquitine-eiwit weinig tussen organismen. Er is slechts een klein verschil tussen de menselijke versie en die in gist, wat suggereert dat de structuur ervan essentieel is voor de complexe celfunctie. De aminozuursequentie is gedurende de evolutiegeschiedenis bewaard gebleven.

Cellen bouwen continu eiwitten op die specifieke functies vervullen. Demontage van dit type eiwit is een effectieve manier om ervoor te zorgen dat het bijbehorende proces wordt gestopt. Ubiquitine-eiwit speelt een centrale rol bij de eliminatie van eiwitten die niet langer nodig zijn. In een bewerkte zogenaamde ubiquitinatie krijgen de te recycleren eiwitten een moleculair label, het ubiquitine-eiwit.

Van regulerende eiwitten die hun functie hebben voltooid, wordt gedacht dat ze een signaal activeren dat het ubiquitine-eiwit aantrekt. Er zijn drie soorten enzymen nodig om de hechting te voltooien. E1, of Ub-activerende enzymen, brengen de ubiquitine in een reactieve toestand. Hechting aan het eiwit wordt gekatalyseerd door E2 of Ub-conjugerende enzymen. Een derde type enzym, E3, werkt om het te verwijderen eiwit te identificeren.

Een enkel organisme kan veel verschillende versies van deze enzymen bevatten. Er zijn bijvoorbeeld meer dan een dozijn varianten van het E2-enzym in gist. Er wordt gedacht dat een combinatie van deze varianten het taggen van ubiquitine van eiwitten geassocieerd met specifieke functies vergemakkelijkt.

Een eiwit dat wordt geïdentificeerd door vier of meer tags wordt in het proteasoom gevoerd, een holle structuur die eiwitten in afzonderlijke delen opsplitst. De ubiquitine-eiwittag fungeert als een chemische sleutel om het proteasoom te openen. Wanneer de demontage begint, worden de Ub-tags vrijgegeven en kunnen ze opnieuw worden gebruikt. De Nobelprijs voor scheikunde 2004 werd toegekend aan de ontdekkers van dit proces.

Het ubiquitine-eiwit speelt een centrale rol in veel verschillende cellulaire processen. Disfunctie in door Ub gemedieerde processen kan leiden tot een aantal pathologische aandoeningen. Bepaalde kankers, aandoeningen van het immuunsysteem en degeneratieve zenuwziekten zijn gekoppeld aan een onjuiste Ub-functie, wat mogelijke behandelingsopties of wegen voor verder onderzoek suggereert.