La ubiquitinaci?n de las prote?nas es un proceso regulador que ocurre dentro de una c?lula para degradar las mol?culas de prote?nas. Durante el proceso, peque?as prote?nas conocidas como ubiquitinas se unen a las mol?culas de prote?nas que se van a degradar. Estas mol?culas de ubiquitina se?alan efectivamente a la prote?na para la degradaci?n por un proteosoma o degradador de prote?nas. Hay varios pasos en la ubiquitinaci?n de las prote?nas, todos los cuales son importantes para los procesos celulares normales, ya que las c?lulas crean y degradan constantemente nuevas prote?nas en respuesta a los cambios ambientales.
Primero, la mol?cula de ubiquitina debe activarse para marcar otras prote?nas, un paso que se logra mediante la enzima activadora de ubiquitina, E1. Este paso en la ubiquitinaci?n de las prote?nas depende de la energ?a, lo que significa que requiere que la c?lula gaste energ?a a trav?s del trifosfato de adenosina (ATP). E2, o enzima conjugadora de ubiquitina, se usa en el segundo paso del proceso, donde ocurre otra reacci?n qu?mica conocida como transtioesterificaci?n.
Una vez que la ubiquitina ha pasado estos dos pasos, se une a E3, o ligasa de ubiquitina-prote?na. Hay m?s de 100 E3enzimas en las c?lulas humanas, cada una de las cuales es espec?fica para una prote?na, conocida como el sustrato o prote?na diana. Como tambi?n hay muchas mol?culas E2, las diversas combinaciones de las tres enzimas principales permiten un alto nivel de especificidad para cada sustrato. Esto ayuda a una c?lula a controlar cuidadosamente las condiciones intracelulares y racionalizar el proceso de selecci?n de prote?nas para la degradaci?n. La enzima E3 activada se unir? tanto al sustrato como a la mol?cula de ubiquitina, uniendo las dos mol?culas y llevando a cabo la ubiquitinaci?n de las prote?nas en toda la c?lula.
Por lo general, se necesitan al menos tres o cuatro mol?culas de ubiquitina para indicar que el proteosoma degrada el sustrato de la prote?na. La ubiquitinaci?n adicional de prote?nas a menudo se puede lograr con el mismo E3 que inicia la primera adici?n de una mol?cula de ubiquitina. Una vez que el sustrato tiene una cadena de ubiquitina suficientemente larga, el proteosoma lo envolver? y lo degradar? nuevamente en amino?cidos, los bloques de construcci?n para prote?nas m?s grandes.
La ubiquitinaci?n de las prote?nas no siempre se?ala una mol?cula para la degradaci?n. Las mol?culas de ubiquitina a veces dirigen un sustrato para que se mueva a otra parte de la c?lula, mientras que otras veces simplemente alteran su funci?n. Cuando la ubiquitina se usa para estos fines de se?al, generalmente est? presente como una sola unidad unida, aunque hay algunos casos raros en los que m?s de una mol?cula de ubiquitina seguir? actuando para modificar, en lugar de degradar. Las c?lulas tambi?n contienen enzimas especiales conocidas como deubiquitinasas que pueden eliminar las mol?culas de ubiquitina de las prote?nas marcadas y revertir el proceso.