Proteina ubiquitin (Ub) este o proteină reglatoare care se găsește în țesuturile organismelor eucariote, care sunt cele care au structuri celulare complexe înconjurate de membrane. Animalele, plantele și ciupercile sunt incluse în această categorie. Rolul principal al proteinei ubiquitinei este de a marca alte proteine pentru distrugere. Când cel puțin patru se atașează de o altă proteină, celula începe să o dezambleze.
Compusă dintr-o secvență de numai 76 de aminoacizi, proteina ubiquitină variază puțin între organisme. Există doar o mică diferență între versiunea umană și cea găsită în drojdie, ceea ce sugerează că structura sa este esențială pentru funcționarea complexă a celulelor. Secvența amino a fost conservată de-a lungul istoriei evoluției.
Celulele construiesc continuu proteine care îndeplinesc funcții specifice. Dezasamblarea acestui tip de proteine este o modalitate eficientă de a se asigura că procesul asociat cu acesta este oprit. Proteina ubiquitină joacă un rol central în eliminarea proteinelor care nu mai sunt necesare. Într-un proces numit ubiquitinare, proteinelor care urmează să fie reciclate li se dă o etichetă moleculară, proteina ubiquitin.
Se crede că proteinele de reglare care și-au încheiat funcția declanșează un semnal care atrage proteina ubiquitină. Sunt necesare trei tipuri de enzime pentru a finaliza atașamentul. E1, sau enzimele de activare a Ub, pun ubiquitina într-o stare reactivă. Atașarea la proteină este catalizată de enzimele de conjugare E2 sau Ub. Un al treilea tip de enzimă, E3, funcționează pentru a identifica proteina care trebuie eliminată.
Un singur organism poate conține mai multe versiuni diferite ale acestor enzime. Există peste o duzină de variante ale enzimei E2 în drojdie, de exemplu. Se crede că o combinație a acestor variante facilitează etichetarea cu ubiquitină a proteinelor asociate cu funcții specifice.
O proteină identificată prin patru sau mai multe etichete este introdusă în proteazom, o structură goală care descompune proteinele în părți individuale. Eticheta proteică a ubiquitinei acționează ca o cheie chimică pentru a deschide proteazomul. Când începe dezasamblarea, etichetele Ub sunt eliberate și pot fi folosite din nou. Premiul Nobel pentru Chimie din 2004 a fost acordat celor care au descoperit acest proces.
Proteina ubiquitină joacă un rol central în multe procese celulare diferite. Disfuncția în procesele mediate de Ub poate duce la o serie de stări patologice. Anumite tipuri de cancer, tulburări ale sistemului imunitar și boli degenerative ale nervilor au fost legate de funcția necorespunzătoare a Ub, sugerând posibile opțiuni de tratament sau căi de cercetare ulterioară.