Ubiquitinatie, ook bekend als ubiquitylering, is een enzymatisch proces waarbij een ubiquitine-eiwit aan een substraateiwit wordt gebonden. Dit is soms aangeduid als de moleculaire “kus des doods” voor een eiwit, aangezien het substraat gewoonlijk wordt geïnactiveerd en wordt gemarkeerd voor afbraak door het proteasoom door de koppeling van het ubiquitinemolecuul.

Post-Translation Modification Enzymes

Het proces van ubiquitinatie wordt geregeld door drie hoofdtypen enzymen om in zijn geheel plaats te vinden. Deze omvatten ubiquitine-activerende enzymen (E1), ubiquitine-conjugerende enzymen (E2) en ubiquitineligasen (E3). Elk van deze enzymtypen speelt een belangrijke rol bij de ubiquitinering en het labelen van eiwitten die door het proteasoom moeten worden afgebroken, waarop hieronder nader wordt ingegaan.

De eerste stap omvat de activering van ubiquitine door het E1-enzym, die plaatsvindt voordat het aan het aminozuur cysteïne, de actieve plaats, wordt gehecht. Energie in de vorm van ATP is nodig om het ubiquitinemolecuul naar de actieve plaats over te brengen en een tussenstof te produceren die bekend staat als ubiquitine-adenylaat.

Daarna speelt het ubiquitine-conjugerende enzym (E2) zijn rol om de twee moleculen samen te brengen, door het ubiquitine van E1 naar de actieve cysteïnesite over te brengen. Het E2-enzym heeft een bijzondere structuur waardoor het zich zowel aan de ubiquitine- als aan de E1-moleculen kan binden en deze stap kan uitvoeren.

Tot slot is het ubiquitine-eiwitligase (E3) nodig om het doelsubstraat te herkennen en zich eraan te binden, en het vervolgens te labelen met de kleine ubiquitinemolecule. Dit gebeurt gewoonlijk door middel van een isopeptidebinding die het laatste aminozuur, glycine 76, van het ubiquitinemolecuul verbindt met een lysine op het substraateiwit.

Dit enzymatische proces wordt vervolgens herhaald om een kleine keten te vormen met verschillende ubiquitinemoleculen, die het eiwit markeren voor afbraak in het proteasoom.

Gevallen van niet-degradatie

Hoewel het labelen van een eiwit via ubiquitinatie grotendeels resulteert in de degradatie van het eiwit, zijn er enkele gevallen waarin dit niet fataal blijkt.

Bij voorbeeld, wanneer een enkel ubiquitinemolecuul aan een eiwit wordt gebonden zonder een keten van moleculen te vormen, wat bekend staat als mono-ubiquitinatie, kan het resultaat aanzienlijk verschillen. Het is gebruikelijk dat het eiwit in plaats daarvan een verandering in functie vertoont of dat het via lysosomen wordt afgebroken in plaats van in het proteasoom. Dit kan ook gebeuren bij sommige eiwitten die poly-ubiquitinering hebben ondergaan, hoewel dit minder vaak voorkomt.

Het proces van ubiquitinering kan bovendien worden omgekeerd door de werking van deubiquitinase-enzymen, die de binding tussen het ubiquitinemolecuul en het substraateiwit verbreken.

Een korte geschiedenis

De theorie van ubiquitinering, waarbij eiwitten worden gelabeld voor afbraak, werd eind jaren zeventig ontdekt, wat leidde tot onderzoek naar het richten van specifieke cellen voor afbraak.

Meer recent heeft baanbrekend onderzoek het begrip van eiwitafbraak en de daaruit voortvloeiende biologische processen bevorderd, waardoor controle van de celcyclus, gentranscriptie en immuniteit mogelijk werd. Aaron Ciechanover, Avram Hershko en Irwin Rose ontvingen in 2004 een Nobelprijs voor deze ontdekking.

• 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

Verder lezen

• Alle Ubiquitin inhoud
• Ubiquitin – Wat is Ubiquitin?
• Ubiquitin-Like Modifiers
• Ubiquitin and Diseases
• Ubiquitin Function and Variety

Written geschreven door

Yolanda Smith

Yolanda is afgestudeerd met een Bachelor of Pharmacy aan de University of South Australia en heeft ervaring met werken in zowel Australië als Italië. Ze is gepassioneerd over hoe medicijnen, voeding en levensstijl onze gezondheid beïnvloeden en vindt het leuk om mensen te helpen dit te begrijpen. In haar vrije tijd verkent ze graag de wereld en leert ze nieuwe culturen en talen kennen.

Last bijgewerkt 23 aug 2018

Citaties

Gebruik een van de volgende formats om dit artikel in uw essay, paper of verslag te citeren:

• APA

  Smith, Yolanda. (2018, 23 augustus). Ubiquitinatie (Ubiquitylering). Nieuws-Medisch. Retrieved on March 26, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Ubiquitination-(Ubiquitylation).aspx.

• MLA

  Smith, Yolanda. “Ubiquitinatie (Ubiquitylatie)”. Nieuws-Medisch. 26 maart 2021. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Ubiquitination-(Ubiquitylation).aspx>.

• Chicago

  Smith, Yolanda. “Ubiquitinatie (Ubiquitylatie)”. Nieuws-Medisch. https://www.news-medical.net/life-sciences/Ubiquitination-(Ubiquitylation).aspx. (accessed March 26, 2021).

• Harvard

  Smith, Yolanda. 2018. Ubiquitinatie (Ubiquitylering). Nieuws-Medisch, bekeken 26 maart 2021, https://www.news-medical.net/life-sciences/Ubiquitination-(Ubiquitylation).aspx.