Az ubikvitináció, más néven ubikvitiláció egy enzimatikus folyamat, amelynek során egy ubikvitin fehérje kötődik egy szubsztrátfehérjéhez. Ezt néha egy fehérje molekuláris “halálcsókjának” is nevezik, mivel a szubsztrát az ubikvitin molekula kötődése révén általában inaktiválódik és a proteaszóma általi lebontásra jelölődik.

Post-transzlációs módosító enzimek

Az ubikvitináció folyamatát három fő enzimtípus szabályozza, hogy teljes egészében végbemenjen. Ezek közé tartoznak az ubikvitint aktiváló enzimek (E1), az ubikvitinkonjugáló enzimek (E2) és az ubikvitin ligázok (E3). Ezen enzimtípusok mindegyike fontos szerepet játszik az ubikvitinációban és a proteaszóma által lebontandó fehérjék jelölésében, amelyeket az alábbiakban részletesebben is megvizsgálunk.

Az első lépésben az E1 enzim aktiválja az ubikvitint, ami az aminosav ciszteinhez, az aktív centrumhoz való kapcsolódása előtt történik. ATP formájában energiára van szükség ahhoz, hogy az ubikvitin molekula az aktív helyre kerüljön, és egy köztes anyag, az ubikvitin-adenilát keletkezzen.

Ezt követően az ubikvitin-konjugáló enzim (E2) játssza a szerepét, hogy a két molekulát összehozza, azáltal, hogy az E1-től az ubikvitint az aktív cisztein-helyre juttatja. Az E2 enzimnek olyan különleges szerkezete van, amely lehetővé teszi, hogy mind az ubikvitin, mind az E1 molekulákhoz kapcsolódjon, és lehetővé tegye ezt a lépést.

Végül az ubikvitin fehérje ligáz (E3) szükséges a célszubsztrát felismeréséhez és megkötéséhez, majd a kis ubikvitin molekulával való megjelöléséhez. Ez általában egy izopeptidkötés révén történik, amely az ubikvitin molekula utolsó aminosavát, a 76-os glicint a szubsztrátfehérje egyik lizinjéhez köti.

Az enzimatikus folyamat ezután megismétlődik, hogy több ubikvitin molekulával egy kis láncot képezzen, megjelölve a fehérjét a proteaszómában történő lebontásra.

A nem lebomlás esetei

Bár egy fehérje ubikvitináció útján történő jelölése nagyrészt a fehérje lebomlását eredményezi, vannak olyan esetek, amelyekben ez nem bizonyul végzetesnek.

Egyetlen ubikvitinmolekula fehérjéhez való kötése például molekulalánc kialakítása nélkül, amit monoubikvitinációnak nevezünk, az eredmény jelentősen eltérhet. Gyakori, hogy a fehérje ehelyett funkcióváltozást észlel, vagy inkább a lizoszómákon keresztül bomlik le, mint a proteaszómában. Ez egyes poliubikvitináción átesett fehérjékkel is előfordulhat, bár ez ritkábban fordul elő.

Az ubikvitináció folyamata emellett visszafordítható deubikvitináz enzimek hatására, amelyek megszakítják az ubikvitin molekula és a szubsztrátfehérje közötti kötést.

Rövid történet

A fehérjék lebontásra történő jelölését magában foglaló ubikvitináció elméletét az 1970-es évek végén fedezték fel, ami a specifikus sejtek lebontásra történő megcélzásával kapcsolatos kutatásokhoz vezetett.

A közelmúltban az áttörést jelentő kutatások továbbfejlesztették a fehérjék lebontásának és az ebből eredő biológiai folyamatoknak a megértését, lehetővé téve a sejtciklus, a génátírás és az immunitás szabályozását. Aaron Ciechanover, Avram Hershko és Irwin Rose 2004-ben Nobel-díjat kapott ezért a felfedezésért.

• 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

További olvasmányok

• All Ubiquitin Content
• Ubiquitin – Mi az az ubikvitin?
• Ubiquitin-Mint módosítók
• Ubikvitin és a betegségek
• Ubikvitin funkció és változatosság

Az író

Yolanda Smith

Yolanda gyógyszerészi diplomát szerzett a Dél-Ausztráliai Egyetemen, és Ausztráliában és Olaszországban is dolgozik. Szenvedélye, hogy a gyógyszer, az étrend és az életmód hogyan befolyásolja az egészségünket, és szívesen segít az embereknek ennek megértésében. Szabadidejében szívesen fedezi fel a világot, és szeret új kultúrákat és nyelveket megismerni.

Hivatkozások