L’ubiquitination, également appelée ubiquitylation, est un processus enzymatique qui implique la liaison d’une protéine ubiquitine à une protéine substrat. Cela a parfois été appelé le « baiser de la mort » moléculaire pour une protéine, car le substrat devient généralement inactivé et est marqué pour la dégradation par le protéasome par la fixation de la molécule d’ubiquitine.

Enzymes de modification post-traduction

Le processus d’ubiquitination en régulé par trois principaux types d’enzymes pour avoir lieu dans son intégralité. Il s’agit des enzymes activant l’ubiquitine (E1), des enzymes conjuguant l’ubiquitine (E2) et des ubiquitine ligases (E3). Chacun de ces types d’enzymes a un rôle important à jouer dans l’ubiquitination et le marquage des protéines à dégrader par le protéasome, qui sont considérés plus en détail ci-dessous.

La première étape implique l’activation de l’ubiquitine par l’enzyme E1, qui se produit avant sa fixation à l’acide aminé cystéine, le site actif. De l’énergie sous forme d’ATP est nécessaire pour que la molécule d’ubiquitine soit transférée au site actif et produise une substance intermédiaire connue sous le nom d’ubiquitine-adénylate.

Après cela, l’enzyme conjuguant l’ubiquitine (E2) joue son rôle pour réunir les deux molécules, en transférant l’ubiquitine de E1 au site actif de la cystéine. L’enzyme E2 a une structure particulière qui lui permet de se lier à la fois à l’ubiquitine et aux molécules E1 et de permettre à cette étape de se produire.

Enfin, la protéine ligase de l’ubiquitine (E3) est nécessaire pour reconnaître et lier le substrat cible, le marquant ensuite avec la petite molécule d’ubiquitine. Cela se produit généralement par le biais d’une liaison isopeptidique reliant le dernier acide aminé, la glycine 76, de la molécule d’ubiquitine à une lysine sur la protéine substrat.

Ce processus enzymatique est ensuite répété pour former une petite chaîne avec plusieurs molécules d’ubiquitine, marquant la protéine pour la dégradation dans le protéasome.

Cas de non-dégradation

Bien que le marquage d’une protéine par ubiquitination entraîne en grande partie la dégradation de la protéine, il existe certains cas dans lesquels il peut ne pas s’avérer fatal.

Par exemple, lorsqu’une seule molécule d’ubiquitine est liée à une protéine sans former une chaîne de molécules, ce que l’on appelle la mono-ubiquitination, le résultat peut différer de manière significative. Il est fréquent que la protéine présente plutôt une altération de sa fonction ou qu’elle soit dégradée via les lysosomes plutôt que dans le protéasome. Cela peut également se produire pour certaines protéines qui ont subi une poly-ubiquitination, bien que ce soit moins fréquent.

En outre, le processus d’ubiquitination peut être inversé par l’action d’enzymes déubiquitinases, qui rompent le lien entre la molécule d’ubiquitine et la protéine substrat.

Un bref historique

La théorie de l’ubiquitination impliquant le marquage des protéines pour la dégradation a été découverte à la fin des années 1970, ce qui a conduit à des recherches sur le ciblage de cellules spécifiques pour la dégradation.

Plus récemment, des recherches révolutionnaires ont approfondi la compréhension de la dégradation des protéines et des processus biologiques qui en résultent, permettant le contrôle du cycle cellulaire, de la transcription des gènes et de l’immunité. Aaron Ciechanover, Avram Hershko et Irwin Rose ont reçu un prix Nobel pour cette découverte en 2004.

• 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

Lectures complémentaires

• Tout le contenu sur l’ubiquitine
• Ubiquitine – Qu’est-ce que l’ubiquitine ?
• Ubiquitine-Like Modifiers
• Ubiquitine et maladies
• Ubiquitine Fonction et variété

Written by

Yolanda Smith

Yolanda a obtenu une licence en pharmacie à l’Université d’Australie du Sud et a une expérience de travail en Australie et en Italie. Elle est passionnée par la façon dont la médecine, l’alimentation et le mode de vie affectent notre santé et aime aider les gens à comprendre cela. Pendant son temps libre, elle aime explorer le monde et apprendre de nouvelles cultures et de nouvelles langues.

Citations

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