يوبيكويتين

monoubiquitination

ومن جهة أخرى، هو إضافة جزيء واحد من اليوبيكويتين إلى بقايا ركيزة بروتينية واحدة

ولأجلها تم اكتساب جائزة نوبل لعام 2004

علاوةً على ذلك، وتم تحديد مجموعة الكاربوكسيل للنهاية C في بقايا الغليسين 1من اليوبيكيتين (Gly 76) كالجزء الرابط لركيزة بقايا الليزين.

علاوةً على ذلك، تم التوصيف الأولي للنظام اليوبيكيتيني كنظام تحلل بروتيني معتمد على ATP وموجود في الحيزات الخلالية (extracts).

• في هذه الحيزات وجد عديد ببتيد ثابت بالحرارة وهو العامل 1الحال البروتيني
• اعتمادا على (ATP) وهو (APF-1) كعامل مساهم مرتبط بنموذج ركيزة الليزوزيم
• البروتينية في العملية المعتمدة على (ATP) وشوارد Mg
• يرتبط (APF-1) متعدد الجزيئات بمادة جزيئية مفردة عبر روابط ايزوببتيدية وقد
• وجد أن هذه الارتباطات تتحطم سريعا مع تحرر (APF-1) الحر
• وحالما تم توصيف الاقتران البروتيني ل (APF-1) تم تحديد (APF-1) كيوبيكيتين.

Multi-monoubiquitination

علاوةً على ذلك، الMonoubiquitination يؤثر على العمليات الخلوية مثل حركة العبور عبر الأغشية الخلوية، البلعمة الخلوية والتبرعم الفيروسي.

سلاسل متعددة اليوبيكويتين "Polyubiquitin"

وفي هذا السياق، هو إضافة جزيئ واحد من اليوبيكويتين إلى بقايا ركائز بروتينية متنوعة

من جانب آخر، الرسم التخطيطي لثنائي اليوبيكويتين diubiquitin المرتبط بالنهاية 48لليسين يظهر الرابط بين اثنين من سلاسل اليوبيكويتين باللون البرتقالي.

ومن جهة أخرى، إن إضافة جزيء واحد من اليوبيكويتين أمر ضروري من أجل تشكيل سلاسل اليوبيكويتين المتعددة polyubiquitin.

وفي هذا السياق، وmonoubiquitination لبروتين يمكن أن يكون لها تأثيرات مختلفة على polyubiquitination لنفس البروتين.

علاوةً على ذلك، الرسم التخطيطي لثنائي اليوبيكويتين diubiquitin المرتبط بالنهاية _63 لليسين يظهر الربط بين اثنين من سلاسل اليوبيكويتين باللون البرتقالي.

والانزيم الرابط لليوبيكوتين

إضافةً إلى ذلك، ولانجاز هذا التفاعل يرتبط الانزيم E2 مع كل من اليوبيكوتين المفعل و الانزيمE1.

وفي هذا السياق، الخطوة الثانية: نقل اليوبكتين إلى الموقع الفعال في ثمالة السيستئين واطلاق الادينوزين احادي فوسفات. تنتج هذه الخطوة رابط كبريتي بين المجموعة الكربوكسيلية للجزء C النهائي لليوبكتين وبين مجموعة E1 لسلفيدريل السيستئين.

في هذا الإطار، حيث يربط كل من ادينوزين ثلاثي فوسفات واليوبيكتين ويحفز استلة الجزء C النهائي من جزئ اليوبيكتين

وفي هذا الصدد، يحتوي الجينوم البشري جينين يمتلكان القدرة على إنتاج انزيمات مفعلة لليوبكتين وهما: UBA1 و UBA6 .

ومن جهة أخرى، الاقتران: ان الانزيمات القارنة لليوبيكوتين E2 تحفز نقل اليوبيكوتين من الانزيم E1 إلى الموقع الفعال للسيستئين للانزيم E2 وذلك بواسطة تفاعل نقل الاسترة.

عادة تتطلب هذه المرحلة فعالية واحد من مئات الانزيمات E3.

• وكذلك بعض انزيمات E3 تفعل انزيمات E2 .
• تمتلك انزيمات E3 واحد أو اتنين من المجالات:
• المجال.(HECT)المماثل للنهاية الكربوكسيلية للانزيم E6-AP .
• والمجال (RING) الجين الجديد الحقيقي (أو المجال التابع بشكل مباشر لل U-box).

إضافةً إلى ذلك، ان عمل انزيمات E3 كوحدات تمييز الركازة في النظام والقادرة على التفاعل مع كل من انزيم E2 والركازة.

وفي هذا الصدد، يمتلك البشر 35 نوع مختلف للانزيم E2 بينما تمتلك بقية المتعضيات حقيقية النواة بين 16 - 35.

تتالف العملية من ثلاث خطوات رئيسية:

من جانب آخر، حيث تتميز ببنيتها المحفوظة إلى حدّ كبير، والمعروفة بالثنية (الرتج) المحفز لاقتران اليوبيكوتين. (UBC).

في هذا الإطار، في شلال اليوبكتين يستطيع الانزيم E1 ان يرتبط مع الكثير من انزيمات E2 والقادرة بدورها على الارتباط مع المئات من الانزيمات E3 بطريقة هرمية. يسمح وجود مستويات ضمن الشلال تنظيم كبير لالية تشكيل اليوبيكتين.

ومن ناحية أخرى، كذلك تعدل البروتينات المشابهة لليوبيكتين (UBLs) بواسطة شلال الانزيمات E1-E2-E3 , بالرغم من وجود اختلافات في هذه الانظمة.

من جهة ثانية، الربط: يحفز انزيم E3 الرابط لليوبيكوتين الخطوة الاخيرة من شلال تشكيل اليوبيكتين، وذلك بتشكيل رابطة ببتيدية احادية بين a الليزين للبروتين الهدف والنهاية c لغلايسين اليوبيكتين.

في هذا الإطار، التفعيل: حيث يتفعل اليوبيكوتين بخطوتين انزيم E1 المفعل والمعتمد على ادينوزين ثلاثي فوسفات ATP. حيث تتضمن الخطوة البدئية إنتاج ادنيل اليوبكيتين

إضافةً إلى ذلك، معقد طور الصعود التحفيزي (APC) ومعقد SCF (معقد بروتين cullin -F- box) هما مثالان لتحت وحدات الانزيم E3 المتعددة والمشاركة في تاثير اليوبيكتين على تحطيم بروتينات هدفية خاصة بتاثير البروتياز.

ومن جهة أخرى، المجال HECT لانزيمات E3 تربط اليوبيكوتين بشكل عابر في هذه العملية، بينما المجال RING للانزيمات E3 تحفز الانتقال المباشر من انزيمات E2 إلى الركازة.

والمعروفة على الترتيب بالانزيمات E1,E2,E3 .

UniProt entry for ubiquitin

Notes from MIT course.

لا يعرف وجود مصنع لليوكوبينubiquin وال ubiquitination

علاوةً على ذلك، النتيجة النهائية لهذه العملية هي إضافة جزيء واحد من اليوبيكويتين (monoubiquitination) أو سلسلة من جزيئات اليوبيكويتين (polyubiquitination) إلى البروتين الركيزة.

من جانب آخر، في بدائيات النوى، ومع ذلك، يعتقد أن اليوبيكويتين قد ينحدر من بروتينات بدائية مشابهة ل (ThiS) أو (MoaD).

المعروف كذلك بعملية الوبكنة (ubiquitylation)

إضافةً إلى ذلك، يتطلب تشكيل اليوبيكوتين ثلاثة أنواع من الاتزيمات: الانزيم المفعل اليوبيكوتين

وفي هذا الصدد، هو عملية تعديل أنزيمية ما بعد الترجمة (PTM)، يوصل فيها بروتين اليوبيكويتين إلى البروتين الركيزة. هذه العملية تربط -بشكل أكثر شيوعا - الحمض الأميني الأخير من اليوبيكويتين (الجلايسينglycine 76) إلى الليسين lycine المتبقي على الركيزة.الرابط الايزوببتيدي isopeptide يتشكل بين المجموعة الكربوكسيلية من حمض جلايسين اليوبيكويتين والمجموعة epsilon amino من ليسين الركيزة.الحالات المعروفة التي يتم فيها استخدام مجموعة أمين من النهاية N للبروتين من أجل ubiquitination، بدلا من الليسين المتبقي، في حالات قليلة نادرة تم التعرف فيها على بقايا (حمض غير الليسين)nonlysine كأهداف ل ubiquitination، مثل السيستين، وثريونين سيرين.

وعلى صعيد آخر، هذه البروتينات البدائية، رغم امتلاكها هوية تسلسل قليلة (ThiS يمتلك 14% من هوية اليوبيكويتين)، تشارك نفس جماعة البروتين، هذه البروتينات كذلك تشارك نفس البنية الكيميائية ذات الكبريت مع اليوبيكويتين.MoaD, الذي هو متضمن في التشكيل الحيوي للعامل المساعد للمولبيدينيوم، يتداخل مع" MoeB"، الذي يعمل كأنزيم مفعل لليوبيكويتين E1 من أجل MoaD ، يقوي.الرابط بين هذه البروتينات البدائية ونظام اليوبيكويتين.

الانزيم المقترن مع اليوبيكويتين

وفي هذا السياق، يوجد نظام مشابه ل ThiS, مع E1 الخاص فيه والمشابه لأنزيم ThiF.يعتقد كذلك أن بروتين خميرة الخباز URM-1، المعدل المتصل باليوبيكويتين، هو «المستحاث الجزيئي» الذي يربط العلاقة التطورية مع الجزيئات شبيهة اليوبيكويتين البدائية واليوبيكويتين.

تعديل اليوبيكوتين (Ubiquitination)

البروتين

وعلى صعيد آخر، يتم حفظها بدرجة كبيرة بين الأنواع حقيقية النواة، يساهم اليوبيكويتين البشري واليوبيكويتين الخميرة ب 96٪ من تسلسل الهوية.

في هذا الإطار، اليوبيكويتين هو بروتين صغير موجود في جميع الخلايا حقيقية النواة. وهي تؤدي وظائف لا تعد ولا تحصى من خلال اقترانها بمجموعة كبيرة من البروتينات الهدف. يمكن أن تحدث مجموعة متنوعة من التعديلات المختلفة. يتكون بروتين اليوبيكويتين من 76 حمضا أمينيا وكتلته الجزيئية نحو 8.5 كيلو دالتون. وتشمل الملامح الرئيسية النهاية الذيلية-C وبقايا ياللايسين 7.

Polyubiquitinat

من جانب آخر، هو تشكيل سلسلة اليوبيكويتين على بقايا ليسين مفردة على البروتين الركيزة. يتبعه إضافة شاردة يوبيكويتين مفردة لركيزة البروتين، المزيد من جزيئات اليوبيكويتين يمكن أن تضاف إلى الأولى، مما أسفر عن سلسلة متعددة اليوبيكويتين polyubiquitin. هذه السلاسل تتشكل بربط بقايا الجلايسين من جزيء اليوبيكويتين إلى ليسين من اليوبيكويتين المرتبط إلى الركيزة. اليوبيكويتين يتكون من سبعة بقايا ليسين ونهاية _N التي قد تكون بمثابة نقطة تشكيل اليوبيكويتين ubiquitination. هم K6، K11، K27، K29، K33، K48، K63 و. سلاسل الليسين 48 مرتبطة أول من تم التعرف عليه وهي نوع ذو أفضل صفات لسلسلة اليوبيكويتين. وسلاسل K63 كذلك حددت صفاتها بشكل جيد، في حين أن وظيفة سلاسل الليسين أخرى، والسلاسل المختلطة، والسلاسل المتشعبة، السلاسل الخطية المنتهية بطرفN، والسلاسل الغير متجانسة (خليط من اليوبيكويتين وغيرها من البروتينات مثل اليوبيكويتين) لا تزال غير واضحة أكثر.

• روابط خارجية
• GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Angelman syndrome
• OMIM entries on Angelman syndrome

التعديلات المتنوعة لليوبيكويتين

من جانب آخر، يؤثر عملية إضافة جزيئات اليوبيكويتين Ubiquitination على العمليات الخلوية من خلال تنظيم تدرك البروتينات (بواسطة انحلال وإعادة تشكيل البروتينات)، تنسيق التوضع الخلوي للبروتينات، تفعيل وتثبيط البروتينات، وتعديل التفاعلات البروتين- البروتين.

من جهة ثانية، هذه التأثيرات المتنوعة تحدث بواسطة أنواع مختلفة من ركيزة اليوبيكويتين، مثلًا إضافة جزيء واحد اليوبيكويتين (monoubiquitination) أو إضافة أنواع مختلفة من السلاسل اليوبيكويتين (polyubiquitination).

الاستعراف

في هذا الإطار، إن التمثيل السطحي لليوبيكويتين (الأصل عديد الببتيد المناعي الظاهري

في هذا الإطار، لليوبيكيتين) تم وصفه لأول مرة عام 1975 كبروتين بوزن 8,5 كيلودالتون غير

كذلك، معروف الوظيفة منتشر في كل الخلايا حقيقية النواة تم توضيح الوظائف الأساسية لليوبيكيتين ومكونات الطريق اليوبيكيتيني في أوائل الثمانينات من القرن العشرين من قبل المؤسسة الإسرائيلية للتكنولوجيا (technion) من قبل Agron Ciechanover و Avram Hershko و Irwin Rose

الجينات

المنشأ

إضافةً إلى ذلك، يتم ترميز اليوبيكويتين في الثدييات لأربعة جينات مختلفة. الجينات UBA52 و RPS27A رمز لنسخة واحدة من اليوبيكويتين وهي تنصهرللبروتينات الريبوزومية L40 وS27a، على التوالي. وUBB وUBC الجينات رمز البروتينات السلائف متعددة اليوبيكويتين polyubiquitin