Hvad er ubiquitinationsvejen?

Mange af proteinerne i en celle genanvendes regelmæssigt og tjener som en kilde til aminosyrer til ny proteinsyntese.Ubiquitin er et meget lille protein, der er så navngivet, fordi det er allestedsnærværende i eukaryote celler og har en meget lignende struktur mellem meget forskellige organismer.Det fungerer som et mærke, der fastgøres til proteiner til at målrette dem, generelt til nedbrydning.Processen med at tilføje dette mærke til de målrettede proteiner er kendt som ubiquitinationsvejen.Derefter opdeles disse proteiner i små stykker i en struktur kendt som et proteasom.

Proteiner er molekyler sammensat af enheder af aminosyrer, der er spændt sammen af peptidbindinger.De kan gennemgå en masse ændringer, hvoraf den ene er at have forbindelser fastgjort til begyndelsen eller slutningen af proteinmolekylet.Mange proteiner er enzymer, der fremskynder reaktioner.En type enzym er en protease, der forringer andre proteiner under specifikke og stærkt regulerede omstændigheder.Ubiquitinationsvejen involverer aktiviteten af proteaser.

ubiquitin er et altid tilstedeværende molekyle i højere organismer.Det findes ikke i bakterier.Dette lille protein findes i celler.Det har et usædvanligt stort antal molekyler af aminosyrelysinet, og der er syv af disse forbindelser til stede.

Originalt arbejde på ubiquitin antydede, at målproteiner, især dem, der var defekte, bundet til et bestemt lysinmolekyle på dette proteinmærke.Nu er det kendt, at proteiner, der skal nedbrydes, kan binde til forskellige lysinkrupper eller endda til slutgruppen af dette stadigt tilstedeværende protein.Processen med bindingen af proteinet til ubiquitin for at starte processen med ubiquitination er energikrævende.Normalt frigiver spaltning af en peptidbinding energi.I dette tilfælde anvender den et molekyle af cellens energifulde adenosintriphosphat (ATP).

Ubiquitinationsvejen er kompleks.Selv bindingen af ubiquitin til det målrettede protein involverer tre forskellige enzymer.Man aktiverer ubiquitin og er kendt som E1.Der er snesevis af forskellige typer enzymer involveret i trin to, kendt som E2, hvor det aktiverede ubiquitin er fastgjort til et konjugerende enzym.Trin 3 anvender en af hundreder af forskellige typer enzymer, der genkender forskellige proteiner, der skal nedbrydes og fastgør målproteinet til en lysinkruppe på ubiquitin -molekylet.

ubiquitination finder sted inden for et kompleks kaldet et proteasom.Dette er en stor struktur, hvor proteaser nedbryder det ubiquitinylerede protein.Det er opdelt i mindre fragmenter af aminosyrer kendt som peptider.Disse stykker kan let nedbrydes til deres komponentaminosyrer ved peptidaser og bruges som en aminosyrekilde til at syntetisere nye proteiner.I nogle tilfælde producerer processen aktive peptider involveret i cellulær metabolisme.

Opdagelsen af, at ubiquitinationsvejen førte til, at proteinerne blev nedbrudt i proteasomet, var banebrydende arbejde.Det tjente Nobelprisen i kemi for de tre involverede forskere.Efterhånden som der er foretaget mere forskning på denne proces, har det vist sig at være meget mere kompliceret end oprindeligt troet.Proteiner kan få ubiquitin tilsat i en række mode, såsom i en kæde.Denne proces har konsekvenser på tværs af spektret af fysiologi, infektionssygdomme og genetiske lidelser.