Hvad er ubiquitin -systemet?

Ubiquitin er en type protein, der findes i eukaryote celler.Eukaryotiske celler har en cellekerne og findes hos mennesker, dyr, planter og svampe.Inde i celler syntetiseres og nedbrydes proteiner kontinuerligt eller nedbrydes, og ubiquitinsystemet hjælper med at regulere denne proteinomsætning.Ubiquitin fastgør sig til de proteiner, der skal nedbrydes, hvilket effektivt mærker dem.Derefter føres proteinerne til en struktur kaldet et proteasom, hvor nedbrydning finder sted.

Proteiner er lavet af enheder kaldet aminosyrer, og 76 aminosyrer udgør det lille ubiquitin -protein.Sekvensen af disse aminosyrer ændrer sig ikke meget i forskellige organismer, så gær ubiquitin og human ubiquitin indeholder kun omkring tre sekvensforskelle.Ubiquitin får sit navn fra ordet allestedsnærværende, der henviser til noget, der findes overalt.I overensstemmelse med sit navn er ubiquitin ikke begrænset til en del af cellen, men er til stede overalt.Ubiquitinsystemet er involveret i mange cellulære processer, hvor proteinmodifikation opstår, herunder cellers vækst, opdeling og død, og kopiering og reparation af DNA.

Før ubiquitinsystemet kan begynde at arbejde, skal ubiquitin aktiveres.Dette trin kræver energi i form af adenosintriphosphat (ATP), en struktur, der bærer kemisk energi inde i cellen.Energien er nødvendig for at muliggøre et enzym kaldet E1 til at aktivere ubiquitin.

Næste, to yderligere ubiquitinsystemenzymer, kendt som E2 og E3, virker sammen for at fastgøre ubiquitin til målproteinet.Det menes, at E3 også hjælper med at identificere proteinet, og en eller flere ubiquitin -molekyler kan derefter fastgøres til det.Signalet, der markerer et protein til genkendelse af ubiquitinsystemet, er ikke kendt, selvom forskere mener, at visse aminosyrer kan være ansvarlige, hvoraf nogle kan forblive skjult, medmindre proteinet udspiller sig eller deltager i en reaktion.Endelig overføres proteinet med dets ubiquitin -tag til et proteasom for at blive nedbrudt.Nogle forskere mener, at ubiquitin hjælper med at holde proteinet fastgjort til proteasomet, mens nedbrydning finder sted, hvilket forhindrer, at det bryder for tidligt.Proteasomer er cylindriske protein-nedbrydende maskiner, der består af en stak af ringe.Ringerne i hver ende af cylinderen er inaktive, mens de centrale ringe er aktive og omslutter et kammer, hvor proteiner nedbrydes.Hætter i begge ender af cylinderen fastgøres til ubiquitin og direkte proteiner i kammeret for nedbrydning.