Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Ubikwitynacja, ubikwityzacja – proces enzymatycznej modyfikacji potranslacyjnej białek następujący przez przyłączenie cząsteczek innego, małego białka, ubikwityny. Najczęściej zachodzi poprzez połączenie wiązaniem izopeptydowym karboksylowego końca ostatniego aminokwasu ubikwityny (glicyny 76) z łańcuchem bocznym lizyny obecnej w substracie. Proces ten zachodzi w komórce zarówno w cytoplazmie, jak i jądrze komórkowym[1]. Odkrycie systemu ubikwitynacji w komórce zostało docenione poprzez przyznanie Nagrody Nobla Aaronowi Ciechanover, Avramowi Hershko i Irwinowi Rose z Chemii w 2004 roku[2].
Modyfikacja białek poprzez ubikwitynację powoduje szereg zmian w ich właściwościach co wpływa na wiele procesów komórkowych. Monoubikwitynacja wpływa na aktywność zmodyfikowanego białka i reguluje takie procesy jak naprawa DNA, ekspresja genów, czy transport komórkowy. Jednym z przykładów jest monoubikwitynacja histonów H2A i H2B tworzących strukturę nukleosomu. Modyfikacja ta zmienia ekspresję genów w określonym regionie chromatyny i wpływa na modyfikację histonu H3 poprzez metylację. Jest to element mechanizmu regulacji ekspresji genów zwanego kodem histonowym[4]. Innym przykładem jest zmienność funkcji PCNA pod wpływem ubikwitynacji, co powoduje wybór różnych ścieżek naprawy uszkodzonego DNA[5].
Obecność przyłączonej do białka ubikwityny wpływa na jego interakcję z innymi białkami. Stwierdzono obecność co najmniej 20 motywów odpowiedzialnych za kontakt z ubikwityną[3].
Poliubikwitynacja oznacza przyłączenie kolejnych cząsteczek ubikwityny i utworzenie łańcucha. W cząsteczce ubikwityny obecne jest 7 lizyn będących potencjalnymi miejscami do przyłączenia kolejnej cząsteczki: K6, K11, K27, K29, K33, K48, K63 oraz reszta metioniny M1. Utworzenie łańcucha poliubikwityny na lizynie 48 powoduje, że zmodyfikowane w taki sposób białko jest kierowane do proteasomu, gdzie następuje jego degradacja. Ubikwitynacji podlegają z jednej strony białka uszkodzone, zdeformowane, zdenaturowane i nieprawidłowo funkcjonujące, białka obce dla danej komórki (np. wirusowe), z drugiej zaś – białka krótko żyjące. Po oznaczeniu ubikwityną białko podlega rozkładowi w proteasomie. Rola łańcuchów ubikwitynowych utworzonych na pozostałych lizynach i reszcie metioniny pozostaje nieznana.
Proces wymaga obecności trzech współdziałających ze sobą enzymów: E1 - enzymu aktywującego ubikwitynę, E2 - enzymu wiążącego i E3 - ligazy ubikwitynowej. W wyjątkowych przypadkach występuje również enzym E4, katalizujący przyłączenie uformowanego łańcucha ubikwityn do substratu[1].
Substratami reakcji są ATP, ubikwityna i białko z lizyną obecną w sekwencji, a produktami AMP, dwufosforan i ubikwitynowane białko[6].
W komórkach obecne są enzymy pozwalające na odwrócenie reakcji ubikwitynacji. Są to wyspecjalizowane proteazy przecinające wiązanie izopeptydowe ubikwityna-lizyna, degradujące łańcuchy poliubikwitynowe, bądź kontrolujące ilość prekursorów ubikwityny w komórce[7]. W genomie człowieka stwierdzono obecność 85 genów kodujących takie enzymy[3]. Większość z nich należy do rodziny proteaz cysteinowych, niewiele do metaloproteaz. Silnie wpływają one na stabilność wielu białek, regulując ich działanie, co sprawia, że są atrakcyjnym celem dla przyszłych terapii[7].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.