Wat is het ubiquitinatiepad?

Veel van de eiwitten in een cel worden regelmatig gerecycled en dienen als een bron van aminozuren voor nieuwe eiwitsynthese.Ubiquitine is een zeer klein eiwit dat zo wordt genoemd omdat het alomtegenwoordig is in eukaryotische cellen en een zeer vergelijkbare structuur heeft tussen sterk verschillende organismen.Het functioneert als een tag die aan eiwitten wordt bevestigd om zich te richten, in het algemeen voor afbraak.Het proces van het toevoegen van deze tag aan de beoogde eiwitten staat bekend als de ubiquitinatiepad.Vervolgens worden deze eiwitten opgesplitst in kleine stukjes in een structuur die bekend staat als een proteasoom.

-eiwitten zijn moleculen die zijn samengesteld uit eenheden van aminozuren die aan elkaar zijn geregen door peptidebindingen.Ze kunnen veel wijzigingen ondergaan, waarvan er één verbindingen heeft bevestigd aan het begin of einde van het eiwitmolecuul.Veel eiwitten zijn enzymen, die reacties versnellen.Eén type enzym is een protease, dat andere eiwitten afbreekt onder specifieke en sterk gereguleerde omstandigheden.Het ubiquitinatiepad omvat de activiteit van proteasen.

Ubiquitine is een altijd aanwezig molecuul in hogere organismen.Het wordt niet gevonden in bacteriën.Dit kleine eiwit wordt gevonden in cellen.Het heeft een ongewoon hoog aantal moleculen van de aminozuurlysine, en er zijn zeven van deze verbindingen aanwezig.

Oorspronkelijk werk aan ubiquitine suggereerde dat doel -eiwitten, met name die welke defect waren, gebonden aan een bepaald lysinemolecuul op dit eiwit -tag.Nu is het bekend dat te afnemende eiwitten kunnen binden aan verschillende lysinegroepen of zelfs aan de eindgroep van dit altijd aanwezige eiwit.Het proces van de binding van het eiwit aan ubiquitine om het proces van ubiquitinatie te starten is energie-intensief.Normaal gesproken geeft de splitsing van een peptidebinding energie vrij.In dit geval maakt het gebruik van een molecuul van de energievaluta -adenosinedraghosfaat van de cel (ATP).

Het ubiquitinatieroute is complex.Zelfs de binding van ubiquitine aan het beoogde eiwit omvat drie verschillende enzymen.Men activeert de ubiquitine en staat bekend als E1.Er zijn tientallen verschillende soorten enzymen betrokken bij stap twee, bekend als E2, waarin het geactiveerde ubiquitine is bevestigd aan een conjugerend enzym.Stap 3 gebruikt een van de honderden verschillende soorten enzymen die verschillende eiwitten herkennen die moeten worden afgebroken en hecht het doel -eiwit aan een lysinegroep op het ubiquitinemolecuul.

Ubiquitinatie vindt plaats binnen een complex dat een proteasoom wordt genoemd.Dit is een grote structuur waarin proteasen het ubiquitinyleerde eiwit afbreken.Het wordt opgesplitst in kleinere fragmenten van aminozuren die bekend staan als peptiden.Deze stukken kunnen gemakkelijk worden afgebroken in hun componentaminozuren door peptidasen en worden gebruikt als een aminozuurbron om nieuwe eiwitten te synthetiseren.In sommige gevallen produceert het proces actieve peptiden die betrokken zijn bij het cellulaire metabolisme.

De ontdekking dat de ubiquitinatieroute leidde dat de eiwitten in het proteasoom werden afgebroken, was baanbrekend werk.Het verdiende de Nobelprijs voor de chemie voor de drie betrokken wetenschappers.Naarmate dit proces meer onderzoek is uitgevoerd, is het veel ingewikkelder gebleken dan oorspronkelijk gedacht.Eiwitten kunnen ubiquitine laten toevoegen in een reeks mode, zoals in een keten.Dit proces heeft implicaties over het spectrum van fysiologie, infectieziekten en genetische aandoeningen.