Убіквітин-залежна система протеолізу: деградація білків.

Убіквітин-залежна система протеолізу проводить пошук потенційної мішені для протеолітичної деградації серед внутрішньоклітинних білків. Білки несуть специфічні сигнали деградації за аналогією з сигнальними послідовностями, які направляють знову синтезовані білки до певних мікрокомпартментам клітини. Сигнали протеолітичної деградації більш складні і різноманітні, так як з їх допомогою не тільки маркуються білки, що видаляються за допомогою протеолізу, але й визначається час видалення і швидкість їх протеолітичної розщеплення. Для розпізнавання й декодування таких сигналів в клітинах еукаріотів є убіквітин-кон’югується система.
Як в ядрі, так і в цитоплазмі ця система відокремлена просторово і функціонально від протеолітичних ферментів, організованих в протеасоми.
Розпізнані даною системою білки-субстрати маркуються шляхом ковалентного приєднання до них молекул стабільного 76 – ланка білка – убіквітину. Убіквітин з’єднується C-кінцем з бічними залишками лізину в субстраті. Наявність такої мітки в білку є первинним сигналом сортування, направляючої утворилися кон’югати до протеасоми. У більшості випадків до субстрату приєднується кілька молекул убіквітину, які організовані у вигляді намистин на нитці. Молекули білків, що містять убіквітин, мабуть, є для протеасом переважними субстратами.
Кон’югацію убіквітину з субстратом можна представити таким чином . Убіквітин-активує фермент (E1) пов’язує убіквітин, гідролізує ATP і утворює тіоефірную зв’язок між AMP і убіквітин з подальшим перенесенням молекули убіквітину на один зі своїх залишків Cys. Молекула активованого убіквітину далі з’єднується з одним з ферментів сімейства убіквітин-кон’югується ферментів (E2) і часто слідом за цим з убіквітин-лігази (E3). Процес кон’югації убіквітину з субстратом може каталізувати як самим E2, так і E2 спільно з E3.
Білки E2 і E3 в клітинах існують у вигляді великих сімейств, члени яких розрізняються за властивостями і внутрішньоклітинної локалізації. Мутації в генах сімейства E2 у дріжджів показують, що в ДНК-репарацію, проходження клітинного циклу, біогенезу пероксисом, в забезпечення стійкості до теплового шоку і іонам кадмію залучені різноманітні ферменти. Деякі з ферментів E2 здатні утворювати між собою гетеродімери, які в поєднанні з білками E3 забезпечують весь репертуар субстратної специфічності убіквітин-кон’югується комплексів.

Comments are closed.