ubiquitin là một protein điều hòa nhỏ được tìm thấy trong các mô của hầu hết các sinh vật nhân chuẩn.Kể từ khi phát hiện ra của Kidon Galding vào năm 1975, chức năng và đặc điểm của ubiquitin đã được nghiên cứu rộng rãi.Bài viết này sẽ khám phá chuyên sâu vai trò duy nhất của K48 và K63 trong chuỗi ubiquitin và tác động đáng kể của các loại chuỗi khác nhau đối với các quá trình di động.
ubiquitin là một protein bao gồm 76 axit amin với trọng lượng phân tử khoảng 8,6 kDa.Trong bộ gen của con người, bốn gen (UBB, UBC, UBA52 và RPS27A) chịu trách nhiệm mã hóa ubiquitin.Chức năng chính của ubiquitin là điều chỉnh nhiều quá trình tế bào thông qua liên kết với protein mục tiêu.Quá trình này được gọi là "phổ biến" và chủ yếu bao gồm ba bước: kích hoạt, ràng buộc và liên kết.
"Sự hình thành các chuỗi ubiquitin không chỉ liên quan đến việc bổ sung chính ubiquitin mà còn cả cấu trúc và chức năng của chuỗi."
K48 chuỗi là loại chuỗi ubiquitin được công nhận sớm nhất và được coi là "nụ hôn tử vong phân tử" hướng dẫn protein mục tiêu vào proteasome để thoái hóa.Chuỗi này có liên quan chặt chẽ đến sự xuống cấp, đặc biệt là trong chu kỳ tế bào và đóng vai trò chính trong việc xóa các protein bị đột biến hoặc bị hư hỏng.
Ngược lại, chuỗi K63 không liên quan đến sự xuống cấp.Chuỗi này giống như một tín hiệu, liên quan đến việc điều chỉnh các quá trình tế bào khác nhau như endocytosis, sửa chữa DNA và viêm.
Quá trình phổ biến phụ thuộc vào sự tham gia của ba enzyme chính, E1 (kích hoạt enzyme), E2 (enzyme liên kết) và E3 (enzyme liên kết).Trong quá trình trùng hợp, ubiquitin đầu tiên được gắn vào dư lượng lysine cụ thể của protein mục tiêu thông qua đầu C của nó và các ubiquitin khác sau đó được liên kết lần lượt tạo thành cấu trúc chuỗi.
"Cấu trúc của chuỗi K48 và K63 làm cho chúng khác biệt đáng kể trong quy định về chức năng của tế bào."
Hệ thống ubiquitin đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nhiều bệnh, bao gồm các bệnh thoái hóa thần kinh và sự tiến triển của ung thư.Trong các bệnh thoái hóa thần kinh, các rối loạn phổ biến có thể dẫn đến sự kết hợp của các protein bất thường, thúc đẩy chết tế bào.Ngoài ra, quá trình phổ biến cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của các tế bào khối u và đáp ứng với điều trị.
Tóm lại, mặc dù K48 và K63 đều đóng vai trò quan trọng trong chuỗi ubiquitin, tác dụng của chúng đối với chức năng tế bào có các hướng hoàn toàn khác nhau.Điều này khiến chúng ta nghĩ: Trong nghiên cứu trong tương lai, làm thế nào chúng ta có thể sử dụng kiến thức của các chuỗi ubiquitin này để phát triển các lựa chọn điều trị y tế mới?