| Ubiquitina | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Diagrama da ubiquitina. As sete cadeas laterais da lisina móstranse en amarelo. | |||||||||||
| Identificadores | |||||||||||
| Símbolo | ubiquitina | ||||||||||
| Pfam | PF00240 | ||||||||||
| InterPro | IPR000626 | ||||||||||
| PROSITE | PDOC00271 | ||||||||||
| SCOPe | 1aar /SUPFAM | ||||||||||
| |||||||||||
Aubiquitina é unha pequenaproteína presente nascélulas eucariotas. A súa principal función é marcar outras proteínas para a súa destruciónproteolítica. Para este marcado varias moléculas de ubiquitina únense á proteína a eliminar e despois esta chega aoproteasoma, unha estrutura con forma de barril onde se leva a cabo o proceso da proteólise. A ubiquitina pode marcar mesmo proteínas damembrana da célula, por exemploreceptores, para que sexan eliminadas da membrana. A ubiquitina (chamada primeiramenteubiquitous immunopoietic polypeptide) foi identificada en 1975 como unha proteína de función descoñecida que se expresaba en todas as células eucariotas (era ubicua). Ata a década de 1980 non se descubriron a súa función e as vías da ubiquitinación grazas aos traballos levados a cabo no Fox Chase Cancer Center porAaron Ciechanover,Avram Hershko eIrwin Rose, que acabarían por recibir opremio Nobel de Química de 2004 por estes traballos.[1][1][2]
A ubiquitina está formada por 76aminoácidos, ten unha masa molecular de aproximadamente 8,6kDa, e unha colaC-terminal característica con 7 resíduos delisina. A súa estrutura está moi conservada nos eucariotas. As ubiquitinas do ser humano e do lévedo son idénticas nun 96 % (só 3 dos 76 aminoácidos difiren entre ambas).
| Número de residuos | 76 |
| Masa molecular | 8564.47Da |
| Punto isoeléctrico (pI) | 6.79 |
| Xenes | RPS27A (UBA80, UBCEP1),UBA52 (UBCEP2),UBB,UBC |
A ubiquitinación ou ubiquitilación consiste na unión da ubiquitina a outras proteínas. Nela interveñen osencimas E1, E2 e E3. O proceso é o seguinte:
No cadoiro de reaccións da ubiquitinación, o encima E1 pode unirse a ducias de E2, os cales poden unirse a centos de E3. Outras proteínas similares á ubiquitina tamén son modificadas pola vía da reacción en cadoiro E1–E2–E3.Ocomplexo promotor da anafase (APC) e ocomplexo SCF son dous exemplos de multisubunidades E3 implicadas no recoñecemento e ubiquitinación de diversos obxectivos proteicos para a súa degradación nosproteasomas.
Ata non hai moito pensábase que a ubiquitinación e oproteasoma só debían considerarse como un vertedoiro de lixo para a célula, no que se degradaban proteínas anómalas. Pero as investigaciones posteriores permitiron recoñecer que este sistema non só está relacionado coa degradación de proteínas anómalas, senón que sorprendentemente estáimplicado tamén en procesos tan diversos como o control dociclo celular, o tráfico de proteínas, a bioxénese deorgánulos ou o control datranscrición, e existen evidencias que permiten supoñer que case calquera proceso que ocorra na célula pode estarrelacionado con este sistema.[3]O sistema de ubiquitinación funciona nunha ampla variedade de procesos celulares, entre os cales están os seguintes:[4]:
Unha vez que se adiciona un resto de ubiquitina a unha proteína (monoubiquitinación), poden engadirse máis moléculas de ubiquitina á primeira, orixinando unha cadea de poliubiquitina. Ademais, algúnssubstratos son modificados por adición de moléculas de ubiquitina a múltiples restos delisina nun proceso chamado multiubiquitinación. Como xa se dixo, a ubiquitina posúe un total de 7 residuos de lisina. Historicamente o tipo orixinal identificado de cadeas de ubiquitina foi o que estaba unido á lisina 48. Porén, traballos máis recentes mostraron que existía unha gran variedade de posibles unións, que implicaban a todos os posibles residuos de lisina[5][6], e ademais poden formarse cadeas unidas no extremoN-terminal dunha molécula de ubiquitina ("cadeas lineares").[7] Traballos publicados en 2007 demostraron a formación de cadeas de ubiquitina ramificada que presentaban múltiples tipos de unión.[8] nunha revisión de Ikeda e Dikic discútense as posibles cadeas de ubiquitina "atípicas" (non unidas á lisina 48).[9]
As cadeas de poliubiquitina máis estudadas (as unidas á lisina 48) etiquetan as proteínas para a súa destrución, un proceso coñecido comoproteólise. Para que unha proteína sexa recoñecida polo complexo 23 S proteasómico, polo menos debe estar unida a catro moléculas de ubiquitina nos seus residuos de lisina. As cadeas unidas á lisina 63 sinalan tamén o destino das proteínas.[10] Oproteasoma é un complexo con forma de barril con dúas cámaras no cal ten lugar a proteólise. As proteínas son rapidamente degradadas en pequenospéptidos (xeralmente cunha lonxitude de 3 a 24 residuos deaminoácidos). As moléculas de ubiquitina son escindidas da proteína inmediatamente antes da destrución da mesma, polo que non son destruídas e son recicladas para un novo uso. Aínda que a maioría dos substratos procesados no proteasoma están ubiquitinados, hai exemplos de proteínas non ubiquitinadas marcadas para ir ao proteasoma.
A ubiquitina pode tamén marcar as proteínas transmembrana (por exemplo,receptores) para eliminalos das membranas e realizar varias funcións desinalización na célula. As moléculas transmembrana da superficie da célula que son etiquetadas con ubiquitina están con frecuencia monoubiquitinadas, e esta modificación altera a localización subcelular da proteína[11], a miúdo marcando a proteína para a súa destrución noslisosomas.
Ashistonas están xeralmente monoubiquitinadas e asociadas coa marcaxe estrutural ou de sinalización.[12]
A ubiquitina ten sete residuos delisina que poden servir como puntos de poliubiquitinación, e que son: K48, K63, K6, K11, K27, K29 e K33. Estes diferentes puntos de unión poden definir sinais determinados recoñecidos por proteínas de unión á ubiquitina, os cales teñen motivos de interacción coa ubiquitina, que son zonas que se unen á ubiquitina. Pénsase que estes diferentes puntos de unión son recoñecidos por proteínas que son específicas para as topoloxías características a cada zona de unión. Un exemplo é a unión K63 nahistonaH2AX, a cal se sabe que está implicada no recoñecemento de danos no ADN ou roturas dadobre hélice do ADN.
A ubiquitina está codificada nos mamíferos por 4 xenes diferentes. Os xenesUBA52 eRPS27A codifican for a ubiquitina fusionada coas proteínas ribosómicas L40 e S27a, respectivamente. Os xenesUBB eUBC codifican as proteínas precursoras da poliubiquitina.[13]
Enprocariotas non se coñece a presenza de ubiquitina nin da maquinaria da ubiquitinación. Pero pénsase que a ubiquitina procede de proteínas procarióticas similares a ThiS[14] ou MoaD.[15] Estas proteínas procarióticas, malia teren poucahomoloxía coa ubiquitina na súa secuencia de aminoácidos (a ThiS só ten un 14%), comparten o mesmo tipo depregamento proteico e a mesma reactividade co xofre. MoaD, que está implicada na biosíntese docofactor molibdeno, interacciona con MoeB, que actúa sobre MoeB igual que un encima E1 activador da ubiquitina, o que apoia a existencia dunha relación entre estas proteínas e o sistema da ubiquitina. Hai un sistema similar para a proteína ThiS, que ten o seu encima ThiF semellante ao encima E! do sistema da ubiquitina. Tamén se pensa que a proteína Urm-1 do lévedoSaccharomyces cerevisiae, que é un modificador relacionado coa ubiquitina, é un "fósil molecular" que serve de conexión entre as mencionadas moléculas procarióticas e a ubiquitina.[16]
Aínda que a ubiquitina sexa omodificador postraducional mellor coñecido, coñécese unha crecentefamilia de proteínas similares á ubiquitina que modifican diversas moléculas celulares seguindo unha vía paralela, aínda que non igual, á da ubiquitina. Entre elas están: os pequenos modificadores similares á ubiquitina coñecidos como SUMO (small ubiquitin-like modifiers), a proteína UCRP, a URM1, a NEDD8 (tamén chamada Rub1 enSaccharomyces cerevisiae), o antíxeno F asociado aos leucocitos humanos (FAT10), a ATG8, a ATG12, a proteína Fau similar á ubiquitina, a MUB,[17] o UFM1 e a UBL5.[18][19] Aínda que estas proteínas teñen pouca homoloxía coa ubiquitina en secuencia de aminoácidos, si comparten o mesmo pregamento tridimensional, chamadopregamento de ubiquitina.
ANUBL1;BAG1;BAT3;DDI1;DDI2;FAU;HERPUD1;HERPUD2;HOPS;IKBKB;ISG15;LOC391257;MIDN;NEDD8;OASL;PARK2;RAD23A;RAD23B;RPS27A;SACS;SF3A1;SUMO1;SUMO2;SUMO3;SUMO4;TMUB1;TMUB2;UBA52;UBB;UBC;UBD;UBFD1;UBL4;UBL4A;UBL4B;UBL7;UBLCP1;UBQLN1;UBQLN2;UBQLN3;UBQLN4;UBQLNL;UBTD1;UBTD2;UHRF1;UHRF2;
