Kas ir ubikvitīna sistēma?

Olbaltumvielas sastāv no vienībām, ko sauc par aminoskābēm, un 76 aminoskābes veido mazo ubikvitīna proteīnu. Šo aminoskābju secība dažādos organismos īpaši nemainās, tāpēc rauga ubikvitīns un cilvēka ubikvitīns satur tikai aptuveni trīs secību atšķirības. Ubiquitin savu nosaukumu ieguvis no vārda visuresošs, kas attiecas uz kaut ko, kas atrodams visur. Saskaņā ar savu nosaukumu ubikvitīns neaprobežojas tikai ar vienu šūnas daļu, bet ir visur. Ubikvitīna sistēma ir iesaistīta daudzos šūnu procesos, kuros notiek olbaltumvielu modifikācijas, tostarp šūnu augšanā, dalīšanā un nāvē, kā arī DNS kopēšanā un labošanā.

Lai ubikvitīna sistēma varētu sākt darboties, ubikvitīns ir jāaktivizē. Šim solim ir nepieciešama enerģija adenozīna trifosfāta (ATP) veidā – struktūra, kas šūnā satur ķīmisko enerģiju. Enerģija ir nepieciešama, lai enzīms E1 varētu aktivizēt ubikvitīnu.

Pēc tam vēl divi ubikvitīna sistēmas enzīmi, kas pazīstami kā E2 un E3, darbojas kopā, lai piesaistītu ubikvitīnu mērķa proteīnam. Tiek uzskatīts, ka E3 arī palīdz identificēt proteīnu, un tad tam var pievienot vienu vai vairākas ubikvitīna molekulas. Signāls, kas iezīmē proteīnu atpazīšanai ubikvitīna sistēmā, nav zināms, lai gan zinātnieki domā, ka par to var būt atbildīgas noteiktas aminoskābes, no kurām dažas var palikt paslēptas, ja vien proteīns neizvēršas vai nepiedalās reakcijā.

Visbeidzot, proteīns ar tā ubikvitīna marķējumu tiek pārnests uz proteasomu, lai to noārdītu. Daži zinātnieki domā, ka ubikvitīns palīdz saglabāt proteīnu pievienotu proteasomai, kamēr notiek sadalīšanās, neļaujot tai pārāk agri atdalīties. Proteasomas ir cilindriskas proteīnu noārdīšanas iekārtas, kas sastāv no gredzenu kaudzes. Gredzeni katrā cilindra galā ir neaktīvi, savukārt centrālie gredzeni ir aktīvi un aptver kameru, kurā tiek sadalīti proteīni. Cepures abos cilindra galos piestiprinās pie ubikvitīna un novirza olbaltumvielas kamerā noārdīšanai.