Ubikvitinace, známá také jako ubikvitinace, je enzymatický proces, který zahrnuje vazbu proteinu ubikvitinu na substrátový protein. Tento proces je někdy označován jako molekulární „polibek smrti“ pro protein, protože substrát se obvykle inaktivuje a je označen k degradaci proteazomem prostřednictvím navázání molekuly ubikvitinu.

Posttranslační modifikační enzymy

Proces ubikvitinace v regulují tři hlavní typy enzymů, aby probíhal vcelku. Patří mezi ně enzymy aktivující ubikvitin (E1), enzymy konjugující ubikvitin (E2) a ubikvitinové ligázy (E3). Každý z těchto typů enzymů hraje důležitou roli při ubikvitinaci a označování proteinů určených k degradaci proteasomem, kterým se podrobněji věnujeme níže.

První krok zahrnuje aktivaci ubikvitinu enzymem E1, k níž dochází před jeho připojením na aminokyselinu cystein, aktivní místo. K tomu, aby se molekula ubikvitinu přenesla na aktivní místo a vznikla meziprodukt známý jako ubikvitin-adenylát, je zapotřebí energie ve formě ATP.

Následně sehraje svou úlohu enzym E2 (ubikvitin-konjugující enzym), který obě molekuly spojí tím, že přenese ubikvitin z E1 na aktivní místo s cysteinem. Enzym E2 má zvláštní strukturu, která mu umožňuje navázat se jak na molekuly ubikvitinu, tak na molekulu E1 a umožnit tak uskutečnění tohoto kroku.

Nakonec je zapotřebí ubikvitinová proteinligáza (E3), která rozpozná a naváže cílový substrát a následně jej označí malou molekulou ubikvitinu. K tomu obvykle dochází prostřednictvím izopeptidové vazby spojující poslední aminokyselinu, glycin 76, molekuly ubikvitinu s lyzinem na substrátovém proteinu.

Tento enzymatický proces se pak opakuje, aby se vytvořil malý řetězec s několika molekulami ubikvitinu, čímž se protein označí k degradaci v proteazomu.

Případy nedegradace

Přestože označení proteinu pomocí ubikvitinace většinou vede k degradaci proteinu, existují případy, kdy se to nemusí ukázat jako fatální.

Například když se na protein naváže jediná molekula ubikvitinu bez vytvoření řetězce molekul, což se nazývá monoubikvitinace, výsledek se může výrazně lišit. Je běžné, že protein místo toho zaznamená změnu funkce nebo může být degradován spíše prostřednictvím lysozomů než v proteazomu. To může nastat i u některých proteinů, které prošly poly-ubikvitinací, i když je to méně časté.

Dále lze proces ubikvitinace zvrátit působením enzymů deubikvitináz, které přeruší vazbu mezi molekulou ubikvitinu a substrátovým proteinem.

Krátká historie

Teorie ubikvitinace zahrnující označování proteinů k degradaci byla objevena koncem 70. let 20. století, což vedlo k výzkumu o cílení degradace na konkrétní buňky.

V nedávné době průlomový výzkum prohloubil pochopení degradace proteinů a z ní vyplývajících biologických procesů, což umožnilo kontrolu buněčného cyklu, transkripce genů a imunity. Aaron Ciechanover, Avram Hershko a Irwin Rose získali za tento objev v roce 2004 Nobelovu cenu.

• https://www.qiagen.com/it/products/genes%20and%20pathways/complete%20biology%20list/ubiquitination%20pathway/
• http://www.nature.com/nm/journal/v20/n11/full/nm.3739.html
• http://www.sebiology.org/publications/Bulletin/March08/Ubiquitination.html
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19754430

Další čtení

• Všechen obsah ubikvitinu
• Ubikvitin – co je to ubikvitin?
• Ubiquitin-Jako modifikátory
• Ubiquitin a nemoci
• Funkce a rozmanitost ubikvitinu

Napsal

Yolanda Smith

Yolanda vystudovala bakalářský obor farmacie na University of South Australia a má zkušenosti s prací v Austrálii i Itálii. Je nadšená tím, jak léky, strava a životní styl ovlivňují naše zdraví, a ráda pomáhá lidem porozumět této problematice. Ve volném čase ráda poznává svět a nové kultury a jazyky.

Citace

.