Что такое система Ubiquitin?

Убиквитин - это тип белка, который содержится в эукариотических клетках. Эукариотические клетки имеют клеточное ядро ​​и обнаруживаются у людей, животных, растений и грибов. Внутри клеток белки непрерывно синтезируются и расщепляются или разлагаются, и система убиквитина помогает регулировать этот оборот белка. Убиквитин присоединяется к тем белкам, которые должны быть разложены, эффективно помечая их. Затем белки переносятся в структуру, называемую протеасомой, где происходит деградация.

Белки состоят из единиц, называемых аминокислотами, а 76 аминокислот составляют небольшой убиквитиновый белок. Последовательность этих аминокислот не сильно меняется в разных организмах, поэтому дрожжевой убиквитин и человеческий убиквитин содержат только около трех различий в последовательности. Убиквитин получил свое название от слова вездесущий, что относится к чему-то, что встречается повсюду. В соответствии со своим названием, убиквитин не ограничен одной частью клетки, но присутствует везде. Система убиквитина участвует во многих клеточных процессах, где происходит модификация белка, включая рост, деление и гибель клеток, а также копирование и репарацию ДНК.

Прежде чем убиквитиновая система начнет работать, убиквитин должен быть активирован. Этот этап требует энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ), структура, которая несет химическую энергию внутри клетки. Энергия необходима для того, чтобы фермент E1 мог активировать убиквитин.

Затем, еще два фермента системы убиквитина, известные как E2 и E3, действуют вместе, чтобы присоединить убиквитин к белку-мишени. Предполагается, что E3 также помогает идентифицировать белок, и одна или несколько молекул убиквитина могут быть присоединены к нему. Сигнал, который маркирует белок для распознавания системой убиквитина, неизвестен, хотя ученые считают, что определенные аминокислоты могут быть ответственными, некоторые из которых могут оставаться скрытыми, если белок не разворачивается или не участвует в реакции.

Наконец, белок с его убиквитиновой меткой переносится в протеасому для разложения. Некоторые ученые считают, что убиквитин помогает удерживать белок, прикрепленный к протеасоме, пока происходит деградация, предотвращая его преждевременный разрыв. Протеасомы представляют собой цилиндрические белковые разлагающие машины, которые состоят из стопки колец. Кольца на каждом конце цилиндра неактивны, в то время как центральные кольца активны и охватывают камеру, в которой расщепляются белки. Крышки на обоих концах цилиндра прикрепляются к убиквитину и направляют белки в камеру для разложения.