Qual é o caminho da ubiquitinação?

Muitas das proteínas em uma célula são recicladas regularmente e servem como fonte de aminoácidos para nova síntese de proteínas. A ubiquitina é uma proteína muito pequena que é assim chamada porque é onipresente em células eucarióticas e possui uma estrutura altamente semelhante entre organismos muito diferentes. Ele funciona como uma tag que se liga às proteínas para atingir -as, geralmente para degradação. O processo de adicionar essa tag às proteínas direcionadas é conhecido como via ubiquitinação. Posteriormente, essas proteínas são divididas em pequenos pedaços em uma estrutura conhecida como proteassoma. Eles podem sofrer muitas modificações, uma das quais está tendo compostos ligados ao início ou final da molécula de proteína. Muitas proteínas são enzimas, que aceleram as reações. Um tipo de enzima é uma protease, que degrada outras proteínas em circunstâncias específicas e altamente regulamentadas. O ubiquitA via de inação envolve a atividade de proteases.

ubiquitina é uma molécula sempre presente em organismos superiores. Não é encontrado em bactérias. Esta pequena proteína é encontrada nas células. Possui um número incomumente alto de moléculas da lisina de aminoácidos, e há sete desses compostos presentes.

Trabalho original sobre ubiquitina sugeriu que as proteínas -alvo, especialmente as que estavam com defeito, ligadas a uma molécula de lisina específica nessa etiqueta de proteína. Agora sabe-se que as proteínas a serem degradadas podem se ligar a vários grupos de lisina ou mesmo ao grupo final dessa proteína sempre presente. O processo de ligação da proteína à ubiquitina para iniciar o processo de ubiquitinação é intensivo em energia. Normalmente, a clivagem de uma ligação peptídica libera energia. Nesse caso, ele utiliza uma molécula da moeda de energia da célula, adenosina trifosfato (ATP).

A via da ubiquitinação écomplexo. Até a ligação da ubiquitina à proteína alvo envolve três enzimas diferentes. Alguém ativa a ubiquitina e é conhecido como E1. Existem dezenas de diferentes tipos de enzimas envolvidas na etapa dois, conhecidas como E2, nas quais a ubiquitina ativada é anexada a uma enzima conjugadora. A etapa 3 utiliza uma das centenas de diferentes tipos de enzimas que reconhecem diferentes proteínas a serem degradadas e conecta a proteína alvo a um grupo de lisina na molécula de ubiquitina.

ubiquitinação ocorre dentro de um complexo chamado proteassoma. Esta é uma grande estrutura na qual proteases degradam a proteína ubiquitinilada. É dividido em fragmentos menores de aminoácidos conhecidos como peptídeos. Essas peças podem ser facilmente degradadas em seus aminoácidos componentes por peptidases e usadas como fonte de aminoácidos para sintetizar novas proteínas. Em alguns casos, o processo produz peptídeos ativos envolvidos no metabolismo celular.

A descoberta de que a via da ubiquitinaçãoD para as proteínas que estavam sendo degradadas no proteassoma era o trabalho inovador. Ganhou o Prêmio Nobel de Química pelos três cientistas envolvidos. À medida que mais pesquisas foram realizadas nesse processo, ele acabou sendo muito mais complicado do que se pensava originalmente. As proteínas podem ter a ubiquitina adicionada em uma variedade de modas, como em uma cadeia. Esse processo tem implicações em todo o espectro da fisiologia, doenças infecciosas e distúrbios genéticos.