ระบบ Ubiquitin คืออะไร?

Ubiquitin เป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่พบในเซลล์ยูคาริโอต เซลล์ยูคาริโอตมีนิวเคลียสของเซลล์และพบในมนุษย์สัตว์พืชและเชื้อรา ภายในเซลล์โปรตีนจะถูกสังเคราะห์และแยกย่อยหรือย่อยสลายอย่างต่อเนื่องและระบบ ubiquitin ช่วยควบคุมการหมุนเวียนของโปรตีนนี้ Ubiquitin ยึดติดกับโปรตีนเหล่านั้นซึ่งจะถูกย่อยสลายอย่างมีประสิทธิภาพติดแท็กพวกเขา จากนั้นโปรตีนจะถูกนำไปยังโครงสร้างที่เรียกว่าโปรตีโอโซที่เกิดการย่อยสลาย

โปรตีนทำจากหน่วยที่เรียกว่ากรดอะมิโนและกรดอะมิโน 76 ตัวทำหน้าที่เป็นโปรตีน ubiquitin ขนาดเล็ก ลำดับของกรดอะมิโนเหล่านี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนักในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันดังนั้นยีสต์ ubiquitin และ ubiquitin ของมนุษย์จะมีความแตกต่างของลำดับเพียงสามรอบเท่านั้น Ubiquitin ได้ชื่อมาจากคำว่า ubiquitous ซึ่งหมายถึงสิ่งที่พบได้ทั่วไป เพื่อรักษาชื่อของมัน ubiquitin ไม่ได้ จำกัด อยู่เพียงส่วนหนึ่งของเซลล์ แต่มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ระบบ ubiquitin มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการเซลล์หลายอย่างที่มีการดัดแปลงโปรตีนรวมถึงการเจริญเติบโตการแบ่งและการตายของเซลล์และการคัดลอกและซ่อมแซม DNA

ก่อนที่ระบบ ubiquitin จะสามารถเริ่มทำงานได้ต้องเปิดใช้ ubiquitin ก่อน ขั้นตอนนี้ต้องการพลังงานในรูปของ adenosine triphosphate (ATP) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่นำพลังงานเคมีภายในเซลล์มาใช้ พลังงานจำเป็นต้องเปิดใช้งานเอนไซม์ที่เรียกว่า E1 เพื่อเปิดใช้งาน ubiquitin

จากนั้นเอนไซม์ ubiquitin อีกสองตัวที่รู้จักกันในชื่อ E2 และ E3 ทำหน้าที่ร่วมกันเพื่อแนบ ubiquitin กับโปรตีนเป้าหมาย มันเป็นความคิดที่ว่า E3 ยังช่วยในการระบุโปรตีนและอาจมีโมเลกุล ubiquitin หนึ่งโมเลกุลหรือมากกว่านั้นติดอยู่กับมัน สัญญาณที่ทำเครื่องหมายโปรตีนสำหรับการรับรู้โดยระบบ ubiquitin ไม่เป็นที่รู้จักแม้ว่านักวิทยาศาสตร์คิดว่ากรดอะมิโนบางอย่างอาจมีความรับผิดชอบซึ่งบางส่วนอาจยังคงซ่อนตัวอยู่เว้นแต่โปรตีนจะแผ่ออกไปหรือมีส่วนร่วมในปฏิกิริยา

ในที่สุดโปรตีนที่มีแท็ก ubiquitin จะถูกถ่ายโอนไปยัง proteasome เพื่อสลายตัว นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่า ubiquitin ช่วยในการเก็บโปรตีนที่ติดอยู่กับ proteasome ในขณะที่การย่อยสลายเกิดขึ้นป้องกันไม่ให้หลุดเร็วเกินไป Proteasomes เป็นเครื่องย่อยสลายโปรตีนรูปทรงกระบอกซึ่งประกอบด้วยวงแหวน วงแหวนที่ปลายแต่ละด้านของกระบอกสูบจะไม่ทำงานในขณะที่วงแหวนตรงกลางทำงานและล้อมรอบห้องซึ่งโปรตีนถูกทำลายลง หมวกที่ปลายทั้งสองของทรงกระบอกแนบกับ ubiquitin และนำโปรตีนเข้าสู่ห้องเพื่อการย่อยสลาย