Medmol  
Fibao Una perspectiva molecular en medicina
A  B  C  D  E  F  G  H  I  J  K  L  M  N  O  P  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y  Z  TODOS
  TÉRMINO DEL GLOSARIO correspondiente a:  U
Ubiquitinación:
Bookmark and Share
Fecha de incorporación al glosario: 22-1-2008 Fecha de la última modificación: 22-1-2008
La imagen muestra la estructura de la ubiquitina señalando las dos lisinas que suelen participar en los procesos de poliubiquitinación
Definición: La ubiquitinación es el proceso de marcaje de una molécula con ubiquitina. La ubiquitina es una proteína ubicua altamente conservada de 76 aminoácidos con una glicina en el extremo carboxilo terminal por donde se une al nitrógeno epsilon de una lisina del sustrato. En algunos casos se une a extremos N terminales o residuos de cisteína del sustrato. También se pueden unir varias moléculas de ubiquitina a un mismo sustrato en diferentes residuos (multiubiquitinación). Pueden formarse cadenas de poliubiquitina. En este caso a la molécula de ubiquitina que ya está unida al sustrato se le van incorporando nuevas moléculas de ubiquitina que se unen por sus residuos de lisina (Ver imagen). Existe diversidad estructural en la formación de estas cadenas de poliubiquitina. La variedad en el número de ubiquitinas y su topología determina el destino del sustrato.

El proceso de ubiquitinación es esencial en numerosos procesos como el acortamiento y degradación de proteínas por medio del proteasoma, la reparación del ARN o la inflamación. Existen una gran variedad de enzimas que participan en el proceso de ubiquitinación y desubiquitinación.

En el proceso de ubiquitinación participan 3 tipos de enzimas:
  • Enzima activadora de ubiquitina E1, (hay 16 diferentes): Esta enzima se encarga de activar a la ubiquitina con gasto energético, estableciendo un enlace tioester entre la enzima y la ubiquitina.
  • Enzima conjugadora de ubiquitina E2, (hay 53 diferentes): Esta enzima lleva la ubiquitina activa al sustrato.
  • Ubiquitina ligasa E3, (hay 527 diferentes): Miembro terminal de la cascada de enzimas conjugantes. No se conoce muy bien su mecanismo de acción.
Las enzimas que desubiquitinizan o enzimas DUB son proteasas específicas que reconocen e hidrolizan el enlace entre glicina y lisina. Las DUB se clasifican en cinco familias, se estima que en total hay unas 184:
  • 1. Hidrolasas de C terminal de ubiquitina (UCHs: Ub C-terminal hydrolases)
  • 2. Proteasas de ubiquitina específicas (USPs: Ub-Specific Proteases)
  • 3. Proteínas MJD (Machado-Joseph Disease protease)
  • 4. Proteínas OTU (Otubain protease)
  • 5. Metaloproteasas con motivos JAMM (JAB1/MPN/Mov34 Metalloenzyme)
Las cuatro primeras son cisteín-proteasas, y las proteínas con motivos JAMM son metaloproteasas dependientes de zinc. Estas enzimas reciclan las ubiquitinas para mantener el "pool" de ubiquitinas libres y editan los conjugados con ubiquitina.

Los dominios de unión a ubiquitina (UBD: Ub-binding domain) son los dominios responsables del reconocimiento y unión no covalente a la ubiquitina. Estos dominios tienen de 20 a 150 aminoácidos, tienen una estructura diversa y se encuentran en enzimas que participan en la ubiquitinación o en la desubiquitinación y en receptores que reconocen cadenas de mono o poliubiquitina de los sustratos modificados.

Las lisinas de la ubiquitina más susceptibles de unir otras moléculas de ubiquitina para formar una cadena de poliubiquitina son la lisina 48 y la 63 (Ver imagen). La poliubiquitinación en la lisina 48 es la principal señal para sustratos que son degradados por el proteasoma 26S. Por el contrario la poli o monoubiquitinación a través de la lisina 63 es señal para otro amplio grupo de procesos dependientes de ubiquitinación, como la reparación de ADN.