Ποια είναι η οδός ουβικιτινίωσης;

Πολλές από τις πρωτεΐνες σε ένα κύτταρο ανακυκλώνονται σε τακτική βάση και χρησιμεύουν ως πηγή αμινοξέων για νέα πρωτεϊνική σύνθεση.Η ουβικιτίνη είναι μια πολύ μικρή πρωτεΐνη που ονομάζεται έτσι επειδή είναι πανταχού παρούσα σε ευκαρυωτικά κύτταρα και έχει μια πολύ παρόμοια δομή μεταξύ πολύ διαφορετικών οργανισμών.Λειτουργεί ως μια ετικέτα που συνδέεται με τις πρωτεΐνες για να τους στοχεύσει, γενικά για υποβάθμιση.Η διαδικασία προσθήκης αυτής της ετικέτας στις στοχευμένες πρωτεΐνες είναι γνωστή ως η οδός ουβικιτινίωσης.Στη συνέχεια, αυτές οι πρωτεΐνες χωρίζονται σε μικρά κομμάτια σε μια δομή γνωστή ως πρωτεάσωμα. Οι πρωτεΐνες είναι μόρια που αποτελούνται από μονάδες αμινοξέων που συνδέονται μαζί με πεπτιδικούς δεσμούς.Μπορούν να υποβληθούν σε πολλές τροποποιήσεις, μία από τις οποίες έχει ενώσεις που συνδέονται με την αρχή ή το τέλος του μορίου πρωτεϊνών.Πολλές πρωτεΐνες είναι ένζυμα, τα οποία επιταχύνουν τις αντιδράσεις.Ένας τύπος ενζύμου είναι μια πρωτεάση, η οποία υποβαθμίζει άλλες πρωτεΐνες υπό συγκεκριμένες και εξαιρετικά ρυθμιζόμενες συνθήκες.Η οδός ουβικιτινίωσης περιλαμβάνει τη δραστηριότητα των πρωτεασών.

Η ουβικιτίνη είναι ένα συνεχώς παρουσιαστεί μόριο σε υψηλότερους οργανισμούς.Δεν βρίσκεται στα βακτήρια.Αυτή η μικρή πρωτεΐνη βρίσκεται μέσα στα κύτταρα.Έχει έναν ασυνήθιστα υψηλό αριθμό μορίων της λυσίνης αμινοξέων και υπάρχουν επτά από αυτές τις ενώσεις που υπάρχουν..Τώρα είναι γνωστό ότι οι πρωτεΐνες που πρέπει να υποβαθμιστούν μπορούν να δεσμεύονται σε διάφορες ομάδες λυσίνης ή ακόμα και στην τελική ομάδα αυτής της συνεχώς παρουσιαστικής πρωτεΐνης.Η διαδικασία της δέσμευσης της πρωτεΐνης στην ουβικιτίνη για την έναρξη της διαδικασίας ουμπιτινίωσης είναι ενεργειακά ένταση.Κανονικά, η διάσπαση ενός πεπτιδικού δεσμού απελευθερώνει ενέργεια.Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιεί ένα μόριο του ενεργειακού νομίσματος ισορπικής αδενοσίνης του κυττάρου (ATP).

Η οδός ουβικιτινίωσης είναι πολύπλοκη.Ακόμη και η δέσμευση της ουβικιτίνης στην στοχευμένη πρωτεΐνη περιλαμβάνει τρία διαφορετικά ένζυμα.Κάποιος ενεργοποιεί την ουβικιτίνη και είναι γνωστή ως Ε1.Υπάρχουν δεκάδες διαφορετικοί τύποι ενζύμων που εμπλέκονται στο δεύτερο βήμα, γνωστές ως Ε2, στα οποία η ενεργοποιημένη ουβικιτίνη συνδέεται με ένα ενζύμων συζεύξεων.Το βήμα 3 χρησιμοποιεί μία από τις εκατοντάδες διαφορετικούς τύπους ενζύμων που αναγνωρίζουν διαφορετικές πρωτεΐνες που αποικοδομούνται και προσδίδουν την πρωτεΐνη -στόχο σε μια ομάδα λυσίνης στο μόριο ουβικιτίνης.Αυτή είναι μια μεγάλη δομή στην οποία οι πρωτεάσες υποβαθμίζουν την ουβικιτινυλιωμένη πρωτεΐνη.Καταστρέφεται σε μικρότερα θραύσματα αμινοξέων γνωστά ως πεπτίδια.Αυτά τα κομμάτια μπορούν εύκολα να υποβαθμιστούν στα συστατικά τους αμινοξέα με πεπτιδάσες και να χρησιμοποιηθούν ως πηγή αμινοξέων για τη σύνθεση νέων πρωτεϊνών.Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διαδικασία παράγει ενεργά πεπτίδια που εμπλέκονται στον κυτταρικό μεταβολισμό.

Η ανακάλυψη ότι η οδός ουβικιτινίωσης οδήγησε στις πρωτεΐνες που υποβαθμίζονται στο πρωτεάσωμα ήταν η εδάφη.Κέρδισε το βραβείο Νόμπελ στη χημεία για τους τρεις επιστήμονες που εμπλέκονται.Καθώς διεξήχθησαν περισσότερες έρευνες σε αυτή τη διαδικασία, έχει αποδειχθεί πολύ πιο περίπλοκη από ό, τι αρχικά θεωρήθηκε.Οι πρωτεΐνες μπορούν να έχουν προσθέσει ουβικιτίνη σε μια σειρά από μόδες, όπως σε μια αλυσίδα.Αυτή η διαδικασία έχει επιπτώσεις στο φάσμα της φυσιολογίας, των μολυσματικών ασθενειών και των γενετικών διαταραχών.