Ubikinaation (tai ubikinaation) on translaation jälkeisen modifikaation biokemiallisia vaativat useita vaiheita johtaa lopulta on kovalenttisesti yhden tai useamman proteiinin ja ubikitiinipromoottori (8 kDa ) yhden tai useamman lysiiniä akseptori substraatin proteiinia. Näillä biokemiallisilla modifikaatioilla on useita toimintoja, joista tunnetuin on ubikitinoidun proteiinin hajoaminen proteasomilla . Tämän muunnoksen löysivät 1980-luvulla Aaron Ciechanover , Avram Hershko ja Irwin Rose , mikä ansaitsi heilleKemian Nobel-palkinto vuonna 2004 .
Ubiquitination sisältää peräkkäin kolme suurta entsyymiluokkaa, joita kutsutaan E1-, E2- ja E3-ligaaseiksi. On vain yksi E1 (vaikka kahdella muulla proteiinilla epäillään olevan E1-ligaasiaktiivisuutta), joka aktivoi pääasiassa ubikitiinia ATP-riippuvaisessa prosessissa. E2-ligaaseja on noin 36 ja yli 700 E3-ligaaseja: ubikvitinaation spesifisyys johtuu siten ylivoimaisesti E3-ligaasista, joka määrittää kohdeproteiinin. Ubikitiinispesifinen peptidaasi (USP) katalysoi käänteisen reaktion ja sallii proteiinien deubikvitinoinnin sekä ubikitiinimonomeerien kierrätyksen.
Kaikissa tapauksissa vasta sitoutunut ubikvitiini sitoutuu sen C-terminaaliseen glysiiniin.
Vaikka yleensä ubikitinointi tapahtuu lysiinitähteelle , on osoitettu, että tiettyjen kysteiini- , seriini- ja treoniinitähteiden ubikvitinointi on mahdollisesti mahdollista , mutta tämä on edelleen suhteellisen anekdotista. Samoin tietyt proteiinit, joissa ei ole lysiinejä, voidaan ubikvitinoida N-terminaalisen ensimmäisen aminohapon NH2-ryhmän perusteella (tämä pätee erityisesti p16-proteiiniin): tämä on "NH2-ubikvitinaatio". "N-sääntö", toinen epätyypillisen ubikvitinaation muoto, käyttää myös NH2-päätä substraatin tunnistamiseen E3-ligaasilla, mutta jälkimmäinen ubikvitinoi proteiinin hyvin sisäisellä lysiinillä.
Poly-ubikitinaation kautta lysiinin 48 (K48) koostuu polymeroinnin, on kohdeproteiini, ketjun ubikitiini-molekyylien yhteydessä toisiinsa niiden lysiiniä 48. poly-ubikitinaation K48 tuloksia kohdistaminen proteiinin. Modifioitu proteasomin hajotukseen . Tämä on klassisin ja tunnetuin ubikitinaatioprosessi.
Mono-ubikitinointi koostuu ubiquitinin kovalenttisesta sidoksesta proteiiniin. Tämä on translaation jälkeinen modifikaatio, joka on hyvin samanlainen kuin sumoylaatio tai neddylaatio . Se on mukana erityisesti solujen signalointiin , DNA: n korjaukseen , epigeneettinen merkintöjä ja kromatiinin tai asetuksen lokalisoinnin tiettyjen proteiinien.
Esimerkkejä mono-ubikvitinoiduista proteiineista:
On olemassa erilaisia topologisia ubikitiiniketjuja, jotka on liitetty toisiinsa muilla lysiinillä (K6, K11, K27, K29, K33 ja erityisesti K63), sekä yhdistettyjä Ub / SUMO-ketjuja. Näillä muutoksilla on useita rooleja, jotka on edelleen määritelty huonosti.