Vad är ubiquitinsystemet?

ubiquitin är en typ av protein som finns i eukaryota celler.Eukaryota celler har en cellkärna och finns hos människor, djur, växter och svampar.Inuti celler syntetiseras och bryts proteiner kontinuerligt eller bryts ned, och ubiquitinsystemet hjälper till att reglera denna proteinomsättning.Ubiquitin fäster sig till de proteiner som ska försämras och märka dem effektivt.Sedan tas proteinerna till en struktur som kallas en proteasom där nedbrytning äger rum.

Proteiner är gjorda av enheter som kallas aminosyror, och 76 aminosyror utgör det lilla ubiquitinproteinet.Sekvensen för dessa aminosyror förändras inte så mycket i olika organismer, så jäst ubiquitin och humant ubiquitin innehåller bara cirka tre sekvensskillnader.Ubiquitin får sitt namn från ordet allestädes närvarande, som hänvisar till något som finns överallt.I överensstämmelse med sitt namn är ubiquitin inte begränsat till en del av cellen men finns överallt.Ubiquitinsystemet är involverat i många cellulära processer där proteinmodifiering sker, inklusive tillväxt, uppdelning och död av celler, och kopiering och reparation av DNA.

Innan ubiquitinsystemet kan börja fungera, måste ubiquitin aktiveras.Detta steg kräver energi i form av adenosintrifosfat (ATP), en struktur som bär kemisk energi inuti cellen.Energin behövs för att möjliggöra ett enzym som kallas E1 för att aktivera ubiquitin.

Därefter, ytterligare två ubiquitinsystemenzymer, kända som E2 och E3, agerar tillsammans för att fästa ubiquitin till målproteinet.Man tror att E3 också hjälper till att identifiera proteinet, och en eller flera ubiquitinmolekyler kan sedan fästas till det.Signalen som markerar ett protein för erkännande av ubiquitinsystemet är inte känt, även om forskare tror att vissa aminosyror kan vara ansvariga, av vilka några kan förbli dolda om inte proteinet utvecklas eller deltar i en reaktion.

Slutligen överförs proteinet med sin ubiquitin -tagg till ett proteasom för att försämras.Vissa forskare tror att ubiquitin hjälper till att hålla proteinet fäst vid proteasomen medan nedbrytning äger rum, vilket förhindrar att det bryts bort för tidigt.Proteasomer är cylindriska proteinnedbrytande maskiner som består av en bunt med ringar.Ringarna i varje ände av cylindern är inaktiva medan de centrala ringarna är aktiva och omsluter en kammare där proteiner bryts ned.Kaps på båda ändarna av cylindern fäster vid ubiquitin och direkta proteiner i kammaren för nedbrytning.