ユビキチン化とは、基質タンパク質にユビキチンを結合させる酵素の働きのことで、ユビキチン化と呼ばれることもあります。 基質は通常、ユビキチン分子の結合により不活性化され、プロテアソームによる分解を受けるため、これはタンパク質の「死のキス」とも呼ばれています。

翻訳後修飾酵素

ユビキチン化のプロセスは、主に3種類の酵素により全体が制御されて行われます。 それらは、ユビキチン活性化酵素（E1）、ユビキチン共役酵素（E2）、ユビキチンリガーゼ（E3）です。 これらの酵素はそれぞれ、ユビキチン化およびプロテアソームによって分解されるタンパク質の標識化において重要な役割を担っており、以下に詳しく考察する。

最初のステップは、E1酵素によるユビキチンの活性化で、活性部位であるアミノ酸システインへの付着の前に行われる。 ユビキチン分子が活性部位に移動し、ユビキチンアデニル酸という中間物質を生成するためには、ATPというエネルギーが必要です。

これに続いて、ユビキチン結合酵素（E2）が、E1から活性システイン部位にユビキチンを移動させ、二つの分子を一緒にする役割を担います。 E2酵素は、ユビキチンとE1分子の両方に結合することができる特殊な構造を持っており、この段階が行われる。

最後に、ユビキチン・プロテイン・リガーゼ（E3）が標的基質を認識し結合し、その後小さなユビキチン分子で標識する必要がある。 これは通常、ユビキチン分子の最後のアミノ酸であるグリシン76を基質タンパク質上のリジンに接続するイソペプチド結合によって起こる。

次にこの酵素的プロセスが繰り返されて、いくつかのユビキチン分子で小さな鎖を形成し、プロテアソームでの分解に向けてタンパク質がマークされる。

分解されない場合

ユビキチン化によってタンパク質に標識を付けると、大部分が分解されますが、致命的とはならない場合もあります。 例えば、ユビキチン分子が1つだけ、分子鎖を形成せずにタンパク質に結合した場合（モノユビキチン化）、結果は大きく異なります。タンパク質が代わりに機能変化を起こしたり、プロテアソームではなくリソソームで分解されることがよくあるのです。 さらに、ユビキチン化プロセスは、ユビキチン分子と基質タンパク質の間の結合を切断する脱ユビキチナーゼ酵素の作用によって逆転させることができます。

A Brief History

1970年代後半に、タンパク質を分解するために標識するユビキチン化の理論が発見され、特定の細胞を分解対象にする研究につながりました。 Aaron Ciechanover、Avram Hershko、Irwin Roseは、この発見により2004年にノーベル賞を受賞しました。

• 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

Further Reading

• ユビキチン全文
• Ubiquitin – What is Ubiquitin?
• ユビキチンとは？Like Modifiers
• Ubiquitin and Diseases
• Ubiquitin Function and Variety

引用

.