Co to jest białko ubikwityny?
Białko ubikwityny (Ub) jest białkiem regulatorowym znajdowanym w tkankach organizmów eukariotycznych, które mają złożone struktury komórkowe otoczone błonami. Zwierzęta, rośliny i grzyby są ujęte w tej kategorii. Główną rolą białka ubikwityny jest znakowanie innych białek w celu zniszczenia. Gdy co najmniej cztery przyłączą się do innego białka, komórka zaczyna je rozkładać.
Białko ubikwityny składa się z sekwencji składającej się tylko z 76 aminokwasów i niewiele różni się między organizmami. Istnieje tylko niewielka różnica między ludzką wersją a tą znalezioną w drożdżach, co sugeruje, że jej struktura jest niezbędna do złożonej funkcji komórek. Sekwencja aminokwasowa została zachowana w historii ewolucji.
Komórki nieustannie budują białka, które pełnią określone funkcje. Demontaż tego rodzaju białka jest skutecznym sposobem zapewnienia zatrzymania procesu z nim związanego. Białko ubikwityny odgrywa kluczową rolę w eliminacji białek, które nie są już potrzebne. W przetworzonym, zwanym ubikwitynacją, białka przeznaczone do recyklingu otrzymują znacznik molekularny, białko ubikwityny.
Uważa się, że białka regulacyjne, które zakończyły swoją funkcję, wyzwalają sygnał, który przyciąga białko ubikwityny. Potrzebne są trzy rodzaje enzymów do ukończenia wiązania. E1 lub enzymy aktywujące Ub wprowadzają ubikwitynę w stan reaktywny. Przyłączenie do białka jest katalizowane przez E2 lub enzymy sprzęgające Ub. Trzeci rodzaj enzymu, E3, działa w celu identyfikacji białka do usunięcia.
Pojedynczy organizm może zawierać wiele różnych wersji tych enzymów. Na przykład istnieje kilkanaście wariantów enzymu E2 w drożdżach. Uważa się, że połączenie tych wariantów ułatwia znakowanie ubikwityny białek związanych z określonymi funkcjami.
Białko zidentyfikowane za pomocą czterech lub więcej znaczników jest podawane do proteasomu, pustej struktury, która rozkłada białka na poszczególne części. Znacznik białka ubikwityny działa jak chemiczny klucz do otwarcia proteasomu. Po rozpoczęciu demontażu tagi Ub są zwalniane i mogą być ponownie użyte. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii z 2004 r. Została przyznana odkrywcom tego procesu.
Białko ubikwityny odgrywa kluczową rolę w wielu różnych procesach komórkowych. Dysfunkcja w procesach, w których pośredniczy Ub, może prowadzić do wielu stanów patologicznych. Niektóre nowotwory, zaburzenia układu odpornościowego i choroby zwyrodnieniowe nerwów są powiązane z nieprawidłową funkcją Ub, co sugeruje możliwe opcje leczenia lub możliwości dalszych badań.