ubiquitinaatio

Ubiquitinaatio on post-translationaalinen merkkijärjestelmä, jossa ubiquitin-proteiini liitetään substrattiproteiiniin kovalentisti. Tämä tapahtuu entsymaattisessa cascadissa, jossa E1-entsyymi aktivoi ubiquitinin, siirtää sen E2-entsyymille ja lopulta E3-ligaasi liittää ubiquitinin substrattiin. E3-ligaasi määrittää, mikä proteiini on kohde.

Ubiquitinaatio voi muodostua yksittäisestä ubiquitinista (monoubiquitinaatio) tai polyubiquitinaatioketjuista. Ketjujen rakennustapa ja linkitystyyppi vaikuttavat proteiinin kohtaloon. Esimerkiksi K48-linkitetyt polyubiquitiiniketjut johtavat usein proteasomiaaliseen hajoamiseen, kun taas K63- sekä muut linkitykset osallistuvat signaalinvaihtoon, DNA-vaurion ratkaisuun ja endosytoosiin.

Prosessi on reversible, ja ubiquitinaation vaikutusta voidaan muuttaa poistamalla ubiquitinia deubiquitininaaseiksi kutsuttujen entsyymien (DUBien) avulla. Tämä säätelee signaalin kestoa ja tulosta.

Merkittäviä toimintoja ovat proteiinien hajoaminen, proteiinien aktiivisuuden ja lokalisoinnin säätely sekä solujen signaalipainotteiset reitit. Ubiquitinaatio osallistuu solujen kiertokulkuun, DNA-dikorjauksiin, immuunivasteisiin sekä neuronaaliseen viestintään. Sen häiriöt liittyvät useisiin sairauksiin, kuten syöpiin, neurodegeneratiivisiin sairauksiin ja immuunisäätelyn häiriöihin.

Ubiquitinaatio esiintyy pääasiassa eukaryooteissa. Tutkimuksessa korostuvat E3-ligaasien monimuotoisuus ja deubiquitininaasit, joiden toiminta antaa säätelykohdan proteiinien kohtaloille.