Vad är ubiquitination av proteiner?
Ubiquitination av proteiner är en regleringsprocess som inträffar i en cell för att försämra proteinmolekyler.Under processen fäster små proteiner kända som ubiquitiner sig till proteinmolekylerna som ska försämras.Dessa ubiquitinmolekyler signalerar effektivt proteinet för nedbrytning med en proteosom eller proteinnedbrytare.Det finns flera steg i ubiquitination av proteiner, som alla är viktiga för normala cellprocesser, eftersom celler ständigt skapar och förnedrar nya proteiner som svar på miljöförändringar.
Först måste ubiquitinmolekylen aktiveras för att märka andraProteiner, ett steg som åstadkommes av det ubiquitinaktiverande enzymet, E 1 .Detta steg i ubiquitination av proteiner är energberoende, vilket innebär att det kräver att cellen spenderar energi genom adenosintrifosfat (ATP).E 2 , eller ubiquitin-konjugerande enzym, används i det andra steget i processen, där en annan kemisk reaktion som kallas en transthioesterifiering inträffar.
När ubiquitinet har passerat dessa två steg binder det till E 3 ,eller ubiquitin-proteinligas.Det finns över 100 E 3 enzymer i humana celler, som var och en är specifik för ett protein, känt som substratet eller målproteinet.Eftersom det också finns många E 2 -molekyler, möjliggör de olika kombinationerna av de tre huvudenzymerna en hög specificitetsnivå för varje substrat.Detta hjälper en cell att noggrant övervaka intracellulära förhållanden och effektivisera processen för att välja proteiner för nedbrytning.Det aktiverade E 3 enzymet kommer att binda till både substratet och ubiquitinmolekylen, förenade de två molekylerna och bedriver ubiquitination av proteiner i hela cellen.
Minst tre eller fyra ubiquitinmolekyler behövs vanligtvis för att signalera proteinunderlagetatt försämras av proteosomen.Ytterligare ubiquitination av proteiner kan ofta åstadkommas med samma E 3 som initierar det första tillsatsen av en ubiquitin -molekyl.När substratet har en tillräckligt lång ubiquitinkedja kommer proteosomen att hölje den och förnedra det tillbaka till aminosyror, byggstenarna för större proteiner.
Ubikitinationen av proteiner signalerar inte alltid en molekyl för nedbrytning.Ubiquitin -molekyler riktar ibland ett substrat för att flytta till en annan del av cellen, medan andra gånger de helt enkelt kommer att ändra dess funktion.När ubiquitin används för dessa signaländamål är det i allmänhet närvarande som endast en bifogad enhet, även om det finns några sällsynta fall där mer än en ubiquitinmolekyl fortfarande kommer att verka för att modifiera, i motsats till att försämras.Celler innehåller också speciella enzymer kända som deubikitinaser som kan ta bort ubiquitinmolekyler från märkta proteiner och vända processen.