Today: Wednesday 16 June 2021 , 9:20 pm


advertisment
search


Убиквитин

Последнее обновление 26 День , 2 час 4 Взгляды

Advertisement
In this page talks about ( Убиквитин ) It was sent to us on 21/05/2021 and was presented on 21/05/2021 and the last update on this page on 21/05/2021

Твой комментарий


Введите код
  {{Семейство белков
Symbol = ubiquitin
Name = Убиквитин
image = Ubiquitin cartoon-2-.png
width =
caption = Структура убиквитина. Боковые цепи семи остатков лизина показаны жёлтым
Pfam= PF00240
InterPro= IPR000626
SMART=
Prosite = PDOC00271
SCOP = 1aar
TCDB =
OPM family=
OPM protein=
PDB=
B:6-74 B:6-74 A:6-74
B:6-74 A:6-74 U:6-74
E:6-74 V:6-74 B:6-74
A:6-17 A:6-74 A:6-74
B:6-74 A:6-74 C:6-74
A:6-74 D:6-74 B:6-74
D:6-74 :6-74 A:6-74
B:6-74 B:6-74 B:6-74
:6-74 B:6-74 A:6-51
B:6-74 A:6-74 B:6-74
A:6-74 A:6-74 J:6-74
B:6-74 J:6-74 B:6-74
B:6-74 B:175-222 A:226-232
A:22-89 U:8-75 A:8-75
A:6-78 A:6-78 U:8-78
A:8-78 A:8-80 A:8-80
A:6-76 A:6-76 A:6-74
A:6-74 A:43-94 A:27-94
A:27-94 A:38-103 A:29-96
A:439-507 A:87-154 A:724-780
A:710-786 A:712-788 A:157-190
A:15-89 A:20-90 A:21-91
B:21-91 A:21-89 A:21-88
B:25-95 F:25-95 B:25-95
A:25-95 B:25-95 :25-95
B:25-95 A:27-96 B:27-96
Убиквити́н (от  — «вездесущий») — небольшой (8,5 кДа) консервативный белок эукариот, участвующий в регуляции процессов внутриклеточной деградации других белков, а также в модификации их функций. Он присутствует почти во всех тканях многоклеточных эукариот, а также у одноклеточных эукариотических организмов. Убиквитин был открыт в 1975 году Гидеоном Голдштейном с соавторами и охарактеризован в 70—80-х годах XX века . В геноме человека есть четыре гена, кодирующих убиквитин: UBB, UBC, UBA52 и RPS27A.
Убиквитинирование — это посттрансляционное присоединение ферментами убиквитинлигазами одного или нескольких мономеров убиквитина с помощью ковалентной связи к боковым аминогруппам белка-мишени. Присоединение убиквитина может оказывать различное воздействие на белки-мишени: оно влияет на внутриклеточную локализацию, оказывает воздействие на их активность, способствует или препятствует белок-белковым взаимодействиям. Однако первой открытой функцией убиквитина стала протеолитическая деградация белков, помеченных полиубиквитиновыми цепями (в них последующие убиквитиновые звенья присоединяются к боковым аминогруппам предыдущей молекулы убиквитина), с помощью протеасомы 26S. Убиквитин регулирует и такие важные процессы, как пролиферация, развитие и дифференцировка клеток, реакция на стресс и патогены, репарация ДНК.
В 2004 году Аарон Чехановер, Аврам Гершко и Ирвин Роуз были удостоены Нобелевской премии по химии «за открытие убиквитин-опосредованной деградации белка» .

История открытия

thumb220px3D-представление поверхности молекулы убиквитина
Убиквитин (первоначально названный ubiquitous immunopoietic polypeptideповсеместно встречающийся полипептид, ответственный за иммунопоэз) впервые был идентифицирован в 1975 году как белок с неизвестной функцией, имеющий массу 8,5 кДа и присутствующий во всех эукариотических клетках.

Гены убиквитина

У млекопитающих (в том числе, у человека) есть 4 различных гена, кодирующих убиквитин. Каждый из генов UBA52 и RPS27A кодирует единичную копию убиквитина в составе полибелка (полипептида, состоящего из предшественников нескольких белков, которые впоследствии разделяются в результате ограниченного протеолиза перемычек между ними): продукт гена UBA52 первоначально синтезируется как убиквитин, «пришитый» к рибосомному белку L40, а продукт гена RPS27A как убиквитин, «пришитый» к S27a. Гены UBB и UBC кодируют несколько копий убиквитина в составе полибелков-предшественников{{статья заглавие=Regulatory mechanisms involved in the control of ubiquitin homeostasis издание= том=147 номер=6 страницы=793—798 pmid=20418328 doi=10.1093/jb/mvq044 язык=en тип=journal автор=Kimura Y., Tanaka K. год=2010.

Убиквитинирование

thumbright300pxУбиквитинирующая ферментная система (на схеме показана лигаза E3, содержащая RING-домен)
Убиквитинирование (также известное как убиквитилирование) — это ферментативная посттрансляционная модификация (ПТМ), заключающаяся в присоединении убиквитина к белковому субстрату. Чаще всего присоединение происходит с образованием изопептидной связи между карбоксильной группой последнего аминокислотного остатка убиквитина (глицин-76) и аминогруппой боковой цепи остатка лизина белка-субстрата.

Разнообразие убиквитиновых модификаций

Убиквитинирование влияет на клеточные процессы, регулируя деградацию белков (через протеасомы и лизосомы), координируя белков, их активацию и инактивацию и модулируя белок-белковые взаимодействия{{статья заглавие=The ubiquitin-proteasome proteolytic pathway: destruction for the sake of construction издание= том=82 номер=2 страницы=373—428 pmid=11917093 doi=10.1152/physrev.00027.2001 язык=en тип=journal автор=Glickman M. H., Ciechanover A. месяц=4 год=2002 . Эти воздействия опосредуются различными типами убиквитинирования белков-субстратов, например, присоединением к субстрату единственной молекулы убиквитина (моноубиквитинирование) или присоединением разнообразных убиквитиновых цепочек (полиубиквитинирование).

Моноубиквитинирование

Моноубиквитинирование — это присоединение одной молекулы убиквитина к белку-субстрату. Множественное моноубиквитинирование (мультиубиквитинирование) — это присоединение нескольких одиночных молекул убиквитина к отдельным остаткам лизина в белке-субстрате. Моноубиквитинирование и полиубиквитинирование одних и тех же белков может иметь для них различные последствия. Считается, что перед образованием полиубиквитиновых цепочек необходимо присоединить единственную молекулу убиквитина{{статья заглавие=The emerging complexity of protein ubiquitination издание= том=37 номер=Pt 5 страницы=937—953 pmid=19754430 doi=10.1042/BST0370937 язык=en автор=Komander D. месяц=10 год=2009 тип=journal.

Полиубиквитинирование

thumbДиубиквитин, образованный присоединением C-концевого остатка глицина к остатку лизина-48. Оранжевым цветом обозначена связь между двумя убиквитиновыми цепочками
thumbДиубиквитин, образованный присоединением C-концевого остатка глицина к остатку лизина-63. Оранжевым цветом обозначена связь между двумя убиквитиновыми цепочками
Полиубиквитинирование — это образование полиубиквитиновых цепочек на единственном остатке лизина белка-субстрата. После присоединения самого первого остатка убиквитина к белку-субстрату следующие молекулы убиквитина могут присоединяться к первой; в результате образуется полиубиквитиновая цепочка. Эти цепочки формируются посредством образования изопептидной связи между карбоксильной группой С-концевого остатка глицина одной молекулы убиквитина и аминогруппой другой молекулы убиквитина, уже связанной с белком-субстратом. Убиквитин имеет семь остатков лизина и N-конец, которые могут служить точками присоединения последующих молекул убиквитина: это остатки лизина в положениях K6, K11, K27, K29, K33, K48 и K63.
Первыми были идентифицированы, и поэтому лучше остальных охарактеризованы, полиубиквитиновые цепочки, образованные связями с остатками лизина-48. Цепочки, связанные через лизин-63, также достаточно полно охарактеризованы, в то время как функция цепочек, связанных через другие остатки лизина, смешанных и разветвлённых цепочек, N-терминальных линейных цепочек и гетерологичных цепочек (состоящих из убиквитина вперемежку с другими убиквитин-подобными белками) остаётся не вполне ясной {{статья заглавие=Characterization of polyubiquitin chain structure by middle-down mass spectrometry издание= том=80 номер=9 страницы=3438—3444 pmid=18351785 pmc=2663523 doi=10.1021/ac800016w язык=en тип=journal автор=Xu P., Peng J. месяц=5 год=2008{{статья заглавие=A ubiquitin ligase complex assembles linear polyubiquitin chains издание= том=25 номер=20 страницы=4877—4887 pmid=17006537 pmc=1618115 doi=10.1038/sj.emboj.7601360 язык=fr тип=magazine автор=Kirisako T., Kamei K., Murata S., Kato M., Fukumoto H., Kanie M., Sano S., Tokunaga F., Tanaka K., Iwai K. месяц=10 год=2006.
При помощи полиубиквитиновых цепочек, образованных связью через остаток лизина-48, помечаются белки-мишени, подлежащие протеолитическому распаду.
Полиубиквитиновые цепочки, образованные связью через остаток лизина-63, не связаны с протеасомальной деградацией белка-субстрата. Напротив, эти полиубиквитиновые цепочки играют ключевую роль в координации других процессов, таких как направленный эндоцитоз, воспаление, трансляция и репарация ДНК .
Меньше известно об атипичных полиубиквитиновых цепочках (не связанных через остатки лизина-48), но начато исследование, направленное на изучение их роли в клетках{{статья заглавие=Atypical ubiquitin chains: new molecular signals. 'Protein Modifications: Beyond the Usual Suspects' review series издание= том=9 номер=6 страницы=536—542 pmid=18516089 pmc=2427391 doi=10.1038/embor.2008.93 язык=en тип=journal автор=Ikeda F., Dikic I. месяц=6 год=2008. Имеются свидетельства, подтверждающие, что атипичные цепочки, образованные связью через остатки лизина 6, 11, 27, 29, и N-терминальные цепочки могут индуцировать протеасомальную деградацию белков{{статья заглавие=Non-canonical ubiquitin-based signals for proteasomal degradation издание= том=125 номер=Pt 3 страницы=539—548 pmid=22389393 doi=10.1242/jcs.093567 язык=en тип=journal автор=Kravtsova-Ivantsiv Y., Ciechanover A. месяц=2 год=2012 издательство= .
Известно о существовании разветвлённых полиубиквитиновых цепочек, содержащих связи многих типов . Функция этих цепочек неизвестна.

Структура полиубиквитиновых цепочек

Полиубиквитиновые цепочки, образованные связями различных типов, оказывают специфичное влияние на белки, к которым они присоединены. Специфика этого влияния обусловлена различиями в конформации белковых цепочек. Полиубиквитиновые цепочки, образованные связями через остатки лизина в положениях 29, 33{{статья заглавие=Assembly and Specific Recognition of K29- and K33-Linked Polyubiquitin издание= pmid=25752577 doi=10.1016/j.molcel.2015.01.042 язык=en тип=journal автор=Michel M. A., Elliot P. R., Swatek K. N., et al., 63, и N-терминальные цепочки по большей части имеют линейную структуру, известную как «цепочки открытой конформации» (open-conformation chains). Цепочки, образованные связями через остатки K6, K11 и K48, образуют закрытую конформацию (closed conformations). Молекулы убиквитина в линейных цепочках не взаимодействуют друг с другом, за исключением соединяющих их ковалентных . Напротив, цепочки с закрытой конформацией имеют на своей поверхности остатки аминокислот, способные взаимодействовать друг с другом. При изменении конформации полиубиквитиновых цепочек одни части молекул убиквитина выставляются наружу, а другие скрываются внутри глобул, поэтому различные связи распознаются белками, специфичными по отношению к уникальным топологиям, характерным для данных связей. Белки, связывающие убиквитин, имеют убиквитинсвязывающие домены ( , UBDs). Расстояния между отдельными субъединицами убиквитина в цепочках, образованных связями через лизин-48, и в цепочках, связанных через лизин-63, отличаются друг от друга. Убиквитинсвязывающие белки используют это свойство, чтобы различать разные типы цепочек: более короткие спейсеры между позволяют связывать лизин-48-связанные (компактные) полиубиквитиновые цепочки, а более длинные — лизин-63-связанные. Существуют механизмы различения линейных цепочек, связанных через лизин-63, и линейных N-терминальными цепочек, о чём свидетельствует тот факт, что линейные N-терминальные цепочки могут индуцировать протеасомальную деградацию белков-субстратов {{статья заглавие=The ubiquitin code издание= том=81 страницы=203—229 pmid=22524316 doi=10.1146/annurev-biochem-060310-170328 язык=en автор=Komander D., Rape M. год=2012 тип=journal.
{ cellpadding=10
-
{ border="1" cellpadding="5" cellspacing="0"
+ Характеристика человеческого убиквитина
-
style="background:#6699CC" Количество аминокислот style="background:#99CCFF" 76
-
style="background:#6699CC" Молекулярная масса style="background:#99CCFF" 8564,47 Да
-
style="background:#6699CC" Изоэлектрическая точка(pI) style="background:#99CCFF" 6,79
-
style="background:#6699CC" Гены style="background:#99CCFF" RPS27A (UBA80, UBCEP1),
UBA52 (UBCEP2), UBB, UBC

Литература

  • {{книга заглавие=The Ubiquitin-Proteasome System издательство= место=L. год=2005 isbn=9781855781535 язык=und автор=Layfield, Rhonda
  • Примечания


    Ссылки


    • The Nobel Prize in Chemistry 2004, Popular Information
    • Биомолекула.ru/Вездесущий убиквитин

    Категория:Белки
     
    Комментарии

    Пока нет комментариев




    последний раз видели
    большинство посещений