Ubikuitinijärjestelmä

Ubikuitinijärjestelmä on solunsisäinen proteiinien hajotus- ja säätelymekanismi, joka perustuu pienen, noin 8,5 kDa:n proteiinin, ubikitiinin, liittämiseen kohdeproteiineihin. Ubikitiini itsessään toimii eräänlaisena molekyylimerkinä, joka ohjaa kohdeproteiinin edelleen hajotettavaksi proteasomissa tai muuttaa sen toimintaa. Ubikitiinin liittäminen proteiineihin on monivaiheinen prosessi, joka vaatii useiden erilaisten entsyymien yhteistyötä. Ensin ubikitiini aktivoituu ubikitiiniaktivaatioentsyymin (E1) avulla. Aktivoitunut ubikitiini siirtyy sitten ubikitiinikonjugaatioentsyymin (E2) välityksellä kohdeproteiinia tunnistavalle ubikitiiniligaasientsyymille (E3). E3-ligaasi vastaa lopullisesta ubikitiinin siirrosta kohdeproteiiniin. Yksi ubikitiinimolekyyli voi riittää ohjaamaan proteiinin hajotukseen, mutta useiden ubikitiinimolekyylien ketjut, polyubikitiiniketjut, ovat yleisempiä ja spesifisempiä signaaleja.

Ubikuitinijärjestelmällä on keskeinen rooli monissa soluprosesseissa, kuten proteiinien laadunvalvonnassa, DNA:n korjauksessa, solusyklin säätelyssä, immuunivasteessa ja solujen erilaistumisessa. Esimerkiksi vialliset tai väärin laskostuneet proteiinit tunnistetaan ja hajotetaan ubikuitinijärjestelmän avulla, mikä estää niiden haitallisten vaikutusten kertymisen soluun. Lisäksi ubikitiinikonaatio voi muuttaa proteiinien toimintaa ilman niiden hajotusta, esimerkiksi vaikuttamalla niiden paikantumiseen solussa tai niiden vuorovaikutuksiin muiden proteiinien kanssa. Ubikuitinijärjestelmän häiriöt on yhdistetty useisiin sairauksiin, kuten syöpään, neurodegeneratiivisiin tauteihin ja immuunihäiriöihin, mikä tekee siitä tärkeän tutkimuskohteen lääketieteellisessä ja biologisessa tutkimuksessa.