Ubikitina

Ubikitina izaki eukarioto guztien ehunetan oso kontserbaturik agertzen den proteina txiki bat da, 76 aminoazidoz osaturik dagoena, eta funtzio anitzak dauzkana. Horien artean funtzio nagusia zeluletako proteinen degradazioa erregulatzea da, ubikitinazioa izeneko prozesuaz baliatuta. Ubikitinazioa izaki eukariotoetan ematen den funtsezko prozesua da, zeinetan proteinen degradazioaz gain, erregulazioa eta kokapena zuzentzen den, entzima talde baten laguntzarekin (E1, E2, E3).^[1]

*2004ko Kimikako Nobel sarituak, Irwin Rose, Aaron Ciechanover eta Avram Hershko*

Aurkikuntza

Ubikitina 1975. urtean aurkitu zen, zelula eukarioto guztietan agertzen eta funtzio ezezaguna zuen proteina gisa. 1980. urtearen hasieran, Aaron Ciechanover, Avram Hershko eta Irwin Rose-ek “Fox Chase Cancer Center”-en burututako lanarekin, ubikitinaren oinarrizko funtzioak eta ubikitinazio sistema argituak izan ziren. Horrekin batera, zelularen prozesu zikliko garrantzitsuenetako bat aurkitu zuten, proteinen degradazio arautua alegia. Horregatik, 2004ko Kimikako Nobel saria jaso zuten. ^[2]

Egitura eta ezaugarriak

Ubikitina proteina monomeriko txiki bat da, 76 aminoazidoz osatua eta 8,6 kDa-eko pisu molekularra duena. Ebolutiboki ondo kontserbatu den proteina da, ez du aldaketa edo mutazio esanguratsurik jasan. Bere egitura sekundarioan nagusitzen den egitura beta xafla da. Hala ere, zenbait alfa helize agertzen dira, hain zuzen ere, lau edo bost beta xafla domeinu ditu, eta alfa helize domeinu batez osatuta dago. Bestalde, ausazko egituren presentzia ere badago proteina honetan. Protein Data Banketik ateratako egitura sekundarioa dioen irudian ikusi daiteke.^[2]

Ubikitinaren kate polipeptidikoaren azkeneko aminoazidoak lisinak dira, ubikitinazio prozesua aurrera eramateko beharrezkoak direnak. Ubikitinak N-mutur bat, 7 lisina (Lys6, Lys11, Lys27, Lys29, Lys33, Lys48, Lys63) eta hiru aminoazido hidrofobiko (Val40, Ile44, Leu8) dauzka.^[2]

Funtzioak

Ubikitinaren funtzio nagusia ubikitinazioaren bidez degradatuak izan behar diren proteinak markatzea da, hauekin lotura kobalenteak sortuz, eta honi ubikitinazioa deritzo.^[3] Ubikitinazio mota bat baino gehiago dago, eta ubikitina-molekulen artean sortzen den lotura motaren arabera bereizten dira. Ubikitinazio mota nagusiak hauek dira:

- Monoubikitinazioa: Proteinari ubikitina molekula bakarra lotzen zaionean. Erregulazio funtzioa aurrera eramaten du; garraioa, DNAren transkripzioa eta erreparazioaren erregulazioa.

- Multiubikitinazioa: Ubikitina molekula ugari lotzen direnean, bakoitza lisina desberdin batean. Seinaliztapena eta zelula barneko trafikoan eragina du.

- Poliubikitinazioa: Lisina molekula berdinean ubikitinazko kate bat sortzen denean. Degradazioan eta baita seinaliztapenean eragiten du.^[4]

Ubikitinazio prozesuan hiru entzima mota jarduten dute: E1 (entzima aktibatzailea), E2 (konjugazio entzima) eta E3 (ligasa entzima); E3 hiru mota desberdin daude (HECT, RING eta RBR) eta ubikitinazio prozesuaren arabera, entzimek modu batean edo bestean lan egiten dute.^[5]

Ubikitinazio prozesua

Monoubikitinazioan eta multiubikitinazioan, ubikitina-molekula bat (Ub) aktibatzen da. Ubikitinaren C muturrean lotura bat sortzen da E1 entzimaren zisteina batekin, tioester motako lotura kobalente bat sortuz, eta modu honetan, E1-Ub konplexua eratzen da. Erreakzio hau burutzeko ATPa behar da. Hurrengo pausuan, E1-Ub konplexua, E2 entzimaren zisteina batekin elkartzen da, E2-Ub konplexua osatzeko eta E1 aske geratzen da.^[6]^[7]

Aldiz, poliubikitinazioan, ubikitina polimeroak sortzen dira nagusiki 63. eta 48. lisinetan. Bestela, beste lisina batzuetan (6, 11, 27, 29 eta 33) eta lehenengo metioninan ere lotu daitezke ubikitina polimeroak. Prozesua berdin jarraituko luke E1-Ub konplexua eta E2-Ub konplexua osatuz. Behin E2-Ub konplexua sortu dela, E3 ligasa entzimari mota bati lotzen zaio burutu den ubikitinazioaren arabera (HECT, RING, edo RBR). E3 ligasak markatu behar diren proteina espezifikoak hautatzen dituzte.^[6]

Ubikitinazioak hainbat ondorio izan ditzake, baina ezagunena markatutako proteinen 26S proteasomak eragindako degradazioa da. Proteinaren degradazioa burutzeko marka minimoa lau ubikitinekoa izan behar da. Behin proteina eta proteosoma lotzen direnean, desubikitinasek ubikitinen eta proteinen arteko lotura apurtzen da eta sustratoa puskatzen da nukleo katalitikoan 3-20 pusketan. Proteinen degradazioa amaitzeko, puskak aminoazido bakunak bezala amaitzen dute endo eta aminopeptidasei esker.^[8]

Erreferentziak

↑ (Ingelesez) Meza Gutierrez, Fernando; Simsek, Deniz; Mizrak, Arda; Deutschbauer, Adam; Braberg, Hannes; Johnson, Jeffrey; Xu, Jiewei; Shales, Michael et al.. (2018-12-14). Rape, Michael ed. «Genetic analysis reveals functions of atypical polyubiquitin chains» eLife 7: e42955. doi:10.7554/eLife.42955. ISSN 2050-084X. (kontsulta data: 2025-02-25).
↑ ^a ^b ^c (Gaztelaniaz) «El sistema de ubiquitinas y la eliminación de proteínas. ChemEvol, Biología Molecular, Evolución» www.dgcs.unam.mx (Química y Astrobiología. Universidad de Alcala.) (kontsulta data: 2025-04-16).
↑ (Gaztelaniaz) «Ubiquitina» www.cun.es (Clínica Universidad de Navarra) (kontsulta data: 2025-02-25).
↑ (Gaztelaniaz) Biología molecular de la célula. Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona..
↑ (Ingelesez) Kienle, Simon Maria; Schneider, Tobias; Stuber, Katrin; Globisch, Christoph; Jansen, Jasmin; Stengel, Florian; Peter, Christine; Marx, Andreas et al.. (2022-09-16). «Electrostatic and steric effects underlie acetylation-induced changes in ubiquitin structure and function» Nature Communications 13 (1): 5435. doi:10.1038/s41467-022-33087-1. ISSN 2041-1723. (kontsulta data: 2025-02-25).
↑ ^a ^b (Gaztelaniaz) J. Ubiquitinización y regulación de la proteína p53. Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Madrid.
↑ (Gaztelaniaz) Proteínas plasmáticas: Estructura y función.. Revista Española de Ciencia y Química Biológica, 15(2), 63-74..
↑ (Gaztelaniaz) Zamudio-Arroyo, José Manuel; Peña-Rangel, María Teresa; Riesgo-Escovar, Juan Rafael. (2012-12). «La ubiquitinación: un sistema de regulación dinámico de los organismos» TIP. Revista especializada en ciencias químico-biológicas 15 (2): 133–141. ISSN 1405-888X. (kontsulta data: 2025-02-25).

Kanpo estekak

Datuak: Q407111
Multimedia: Ubiquitin / Q407111

[1] (Ingelesez) Meza Gutierrez, Fernando; Simsek, Deniz; Mizrak, Arda; Deutschbauer, Adam; Braberg, Hannes; Johnson, Jeffrey; Xu, Jiewei; Shales, Michael et al.. (2018-12-14). Rape, Michael ed. «Genetic analysis reveals functions of atypical polyubiquitin chains» eLife 7: e42955. doi:10.7554/eLife.42955. ISSN 2050-084X. (kontsulta data: 2025-02-25).

[:1-2] (Gaztelaniaz) «El sistema de ubiquitinas y la eliminación de proteínas. ChemEvol, Biología Molecular, Evolución» www.dgcs.unam.mx (Química y Astrobiología. Universidad de Alcala.) (kontsulta data: 2025-04-16).

[3] (Gaztelaniaz) «Ubiquitina» www.cun.es (Clínica Universidad de Navarra) (kontsulta data: 2025-02-25).

[4] (Gaztelaniaz) Biología molecular de la célula. Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona..

[5] (Ingelesez) Kienle, Simon Maria; Schneider, Tobias; Stuber, Katrin; Globisch, Christoph; Jansen, Jasmin; Stengel, Florian; Peter, Christine; Marx, Andreas et al.. (2022-09-16). «Electrostatic and steric effects underlie acetylation-induced changes in ubiquitin structure and function» Nature Communications 13 (1): 5435. doi:10.1038/s41467-022-33087-1. ISSN 2041-1723. (kontsulta data: 2025-02-25).

[:0-6] (Gaztelaniaz) J. Ubiquitinización y regulación de la proteína p53. Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Madrid.

[7] (Gaztelaniaz) Proteínas plasmáticas: Estructura y función.. Revista Española de Ciencia y Química Biológica, 15(2), 63-74..

[8] (Gaztelaniaz) Zamudio-Arroyo, José Manuel; Peña-Rangel, María Teresa; Riesgo-Escovar, Juan Rafael. (2012-12). «La ubiquitinación: un sistema de regulación dinámico de los organismos» TIP. Revista especializada en ciencias químico-biológicas 15 (2): 133–141. ISSN 1405-888X. (kontsulta data: 2025-02-25).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]