การแพร่หลายของโปรตีนคืออะไร?

การแพร่หลายของโปรตีนเป็นกระบวนการควบคุมที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เพื่อลดระดับโมเลกุลโปรตีนในระหว่างกระบวนการโปรตีนขนาดเล็กที่รู้จักกันในชื่อ ubiquitins ติดอยู่กับโมเลกุลโปรตีนที่จะย่อยสลายโมเลกุล ubiquitin เหล่านี้ส่งสัญญาณโปรตีนสำหรับการย่อยสลายอย่างมีประสิทธิภาพโดยโปรตีนหรือโปรตีน degraderมีหลายขั้นตอนในการแพร่กระจายของโปรตีนซึ่งทั้งหมดนี้มีความสำคัญสำหรับกระบวนการของเซลล์ปกติเนื่องจากเซลล์กำลังสร้างและย่อยสลายโปรตีนใหม่อย่างต่อเนื่องในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม

อันดับแรกโมเลกุล ubiquitin จะต้องเปิดใช้งานโปรตีนซึ่งเป็นขั้นตอนที่ทำได้โดยเอนไซม์ ubiquitin-activating, E ₁ ขั้นตอนนี้ในการแพร่กระจายของโปรตีนนั้นขึ้นอยู่กับพลังงานซึ่งหมายความว่ามันต้องการเซลล์ในการใช้พลังงานผ่าน adenosine triphosphate (ATP)E ₂ หรือเอนไซม์ ubiquitin-conjugating ถูกนำมาใช้ในขั้นตอนที่สองในกระบวนการซึ่งปฏิกิริยาทางเคมีอื่นที่เรียกว่าการถ่ายทอด transthioesterification

เมื่อ ubiquitin ผ่านสองขั้นตอนนี้มันผูกกับ e

3 _{หรือ ubiquitin-protein ligaseมีเอนไซม์มากกว่า 100 E} 3 _{ในเซลล์ของมนุษย์ซึ่งแต่ละเซลล์นั้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับโปรตีนหนึ่งตัวหรือที่เรียกว่าสารตั้งต้นหรือโปรตีนเป้าหมายเนื่องจากมีโมเลกุล E} 2 _{จำนวนมากการรวมกันต่าง ๆ ของเอนไซม์หลักสามตัวจึงอนุญาตให้มีความจำเพาะในระดับสูงสำหรับแต่ละสารตั้งต้นสิ่งนี้จะช่วยให้เซลล์ตรวจสอบเงื่อนไขภายในเซลล์อย่างระมัดระวังและปรับปรุงกระบวนการเลือกโปรตีนสำหรับการย่อยสลายเอนไซม์ E} 3 _{ที่เปิดใช้งานจะผูกกับทั้งสารตั้งต้นและโมเลกุล ubiquitin เข้าร่วมโมเลกุลทั้งสองและดำเนินการ ubiquitination ของโปรตีนทั่วเซลล์}

อย่างน้อยสามหรือสี่โมเลกุล ubiquitin มักจะต้องส่งสัญญาณที่จะเสื่อมโทรมโดย proteosomeการแพร่กระจายของโปรตีนเพิ่มเติมสามารถทำได้โดย E

3 _{เดียวกันที่เริ่มต้นการเพิ่มโมเลกุล ubiquitin ครั้งแรกเมื่อสารตั้งต้นมีห่วงโซ่ ubiquitin ยาวพอโปรตีนจะห่อหุ้มมันและย่อยสลายกลับเป็นกรดอะมิโนการสร้างบล็อกสำหรับโปรตีนขนาดใหญ่}

การแพร่กระจายของโปรตีนไม่ได้ส่งสัญญาณโมเลกุลสำหรับการย่อยสลายเสมอไปโมเลกุลของ Ubiquitin บางครั้งนำสารตั้งต้นไปย้ายไปยังส่วนอื่นของเซลล์ในขณะที่บางครั้งพวกเขาก็จะเปลี่ยนฟังก์ชั่นของมันเมื่อ ubiquitin ถูกใช้เพื่อจุดประสงค์สัญญาณเหล่านี้โดยทั่วไปจะมีเพียงหน่วยที่แนบมาเพียงหน่วยเดียวแม้ว่าจะมีอินสแตนซ์ที่หายากสองสามอย่างที่โมเลกุล ubiquitin มากกว่าหนึ่งโมเลกุลจะยังคงดำเนินการเพื่อปรับเปลี่ยนเมื่อเทียบกับการเสื่อมสภาพเซลล์ยังมีเอนไซม์พิเศษที่รู้จักกันในชื่อ deubiquitinases ที่สามารถลบโมเลกุล ubiquitin ออกจากโปรตีนที่ติดฉลากและย้อนกลับกระบวนการ