imported>Gib Senf dazu!: tk kl

2025-10-14T15:24:20Z

tk kl

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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild = Ubiquitin cartoon.png
| Bild_legende = Bändermodell 
| PDB = 
| Groesse = 8,5 kDa / 76 Aminosäuren
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| AltSymbols = {{HGNC|12458|UBA52}}, {{HGNC|12463|UBB}}, {{HGNC|12468|UBC}}
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'''Ubiquitin''' (von ''ubiquitär'' ‚allgegenwärtig‘) ist ein kleines [[Protein]], das in allen [[Eukaryoten|eukaryotischen]] [[Zelle (Biologie)|Zellen]] und [[Zelltyp]]en zu finden ist und an der Regulation verschiedener Zellvorgänge beteiligt ist.

Es wird mittels [[Ubiquitin-Protein-Ligasen]] [[enzym]]atisch an andere Proteine gekoppelt, die durch diese '''Ubiquitinierung''' in ihren Eigenschaften verändert werden. Abhängig von Anzahl und Art der Ubiquitin-Bindungen kann ein ubiquitiniertes Zielprotein dadurch in seiner Interaktion mit anderen Proteinen gefördert oder behindert, seine Aktivität beeinflusst, seine Lokalisation in der Zelle verändert oder sein Abbau beschleunigt werden. Mehrere in Kette angehängte Ubiquitine markieren bei der [[Proteinqualitätskontrolle]] das so poly-ubiquitinierte Protein für die Degradation im [[Proteasom]]. Ubiquitinierungen sind daneben für die Regelung von [[Transkription (Biologie)|Transkription]] und [[Translation (Biologie)|Translation]] bedeutend, in die [[Signaltransduktion]] und die [[Endozytose]] eingebunden, an der [[DNA-Reparatur]] beteiligt und treten in geregelten Abläufen von [[Zellzyklus]], [[Zelldifferenzierung]] und [[Entzündungsreaktion]]en auf.

Die Ubiquitinierung selbst ist ein mehrphasiger Prozess, dessen drei Hauptschritte verschiedene Enzyme katalysieren: ubiquitin-aktivierende (E1), ubiquitin-konjugierende (E2) und schließlich Ubiquitin-Ligasen (E3), die Ubiquitin auf unterschiedliche Art an bestimmte Substratproteine binden.

Demgegenüber steht eine Reihe desubiquitinierender Enzyme (DUB), die unter anderem die Abspaltung bereits angehängter Ubiquitin-Moleküle katalysieren.

Eine Ubiquitinierung, auch ''Ubiquitinylierung'' genannt, stellt eine [[posttranslationale Modifikation]] von Proteinen dar. Vergleichbare Modifikationen sind Ankopplungen ubiquitin-ähnlicher Proteine wie [[SUMO-Proteine|SUMO]], [[Urm1]] oder [[Nedd8]], entsprechend [[Sumoylierung]], [[Urmylierung]] bzw. [[Neddylierung]] genannt. Daneben ist bei manchen [[Prokaryoten]], beispielsweise ''[[Mycobacterium tuberculosis]]'', ein zu Ubiquitin [[Analogie (Biologie)|analoges]] Protein bekannt,<ref name="pmid18832610">M. J. Pearce, J. Mintseris u. a.: ''Ubiquitin-like protein involved in the proteasome pathway of Mycobacterium tuberculosis.'' In: ''Science.'' Band 322, Nummer 5904, November 2008, S. 1104–1107; [[doi:10.1126/science.1163885]]</ref> das ''Prokaryotic ubiquitin-like protein'' (Pup) genannt wird.<ref name="PMID24995873">J. A. Maupin-Furlow: ''Prokaryotic ubiquitin-like protein modification.'' In: ''Annual review of microbiology.'' Band 68, 2014, S. 155–175; [[doi:10.1146/annurev-micro-091313-103447]]</ref>

Ubiquitin wurde 1975 entdeckt (''ubiquitous immunopoietic polypeptide'' genannt),<ref name="pmid1078892">G. Goldstein, M. Scheid, U. Hammerling, D. Schlesinger, H. Niall, E. Boyse: ''Isolation of a polypeptide that has lymphocyte-differentiating properties and is probably represented universally in living cells.'' In: ''[[Proc Natl Acad Sci U S A]].'' Band 72, Nr. 1, Januar 1975, S. 11–5; [[doi:10.1073/pnas.72.1.11]], PMID 1078892, {{PMC|432229}}.</ref> und in den Folgejahren näher charakterisiert. Für die Erforschung der Grundlagen des Ubiquitin-Systems Anfang der 1980er Jahre wurde [[Aaron Ciechanover]], [[Avram Hershko]] und [[Irwin Rose]] 2004 der [[Nobelpreis für Chemie]] verliehen.<ref>{{Nobel-ch|2004|Avram Hershko und Irwin Rose}}</ref>

== Struktur ==
Ubiquitin besteht aus 76 [[Aminosäuren]] und hat eine [[Molekülmasse]] von 8,5 [[Dalton (Einheit)|kDa]].<ref>{{UniProt|P62988}}</ref> Sein Aufbau veränderte sich im Laufe der [[Evolution]] wenig, es ist somit hoch [[Konservierung#Evolution|konserviert]].<ref>Zuin A, Isasa M, Crosas B. Ubiquitin signaling: extreme conservation as a source of diversity. Cells. 2014 Jul 10;3(3):690-701. [[doi:10.3390/cells3030690]]. PMID 25014160</ref> So unterscheiden sich das Protein beim Menschen und bei dem [[Einzeller]] [[Backhefe|Hefe]] ''Saccharomyces cerevisiae'' in nur 3 der 76 Aminosäuren.
[[Datei:Ubiquitin 1UBQ surface.png|mini|hochkant=1.2|alt=|Oberflächenstruktur von Ubiquitin]]

Ubiquitin hat eine [[Globuläre Proteine|globuläre]] Form, lediglich die letzten vier [[Carboxy-Terminus|''C''-terminalen]] Aminosäuren ragen hervor. Wichtige funktionelle Aminosäuren sind das ''C''-terminale [[Glycin]] (G) an der 76. Stelle (G76) und die [[Lysin]]e (K) an der 48. (K48) und 63. Stelle (K63) der [[Aminosäuresequenz]]. Über die ''C''-terminale Carboxygruppe an G76 wird Ubiquitin an spezifische Lysine, Cysteine, Serine, Threonine oder den [[N-Terminus|''N''-Terminus]] des zu markierenden Proteins [[Atombindung|kovalent]] gebunden.<ref>{{Literatur |Autor=Cecile M. Pickart, Shahri Raasi |Titel=Controlled Synthesis of Polyubiquitin Chains |Sammelwerk=Methods in Enzymology |Verlag=Elsevier |Datum=2005 |ISBN=0-12-182804-2 |Seiten=21–36 |Online=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0076687905990022 |Abruf=2018-05-27 |DOI=10.1016/s0076-6879(05)99002-2}}</ref> An ein bereits gebundenes Ubiquitin können über die Lysine weitere Ubiquitinmoleküle angehängt werden, sodass sich eine Ubiquitinkette bildet. Da ein Ubiquitin insgesamt sieben Lysine enthält, sind mindestens sieben verschiedene Verbindungsarten eines Ubiquitins möglich.

Die Aminosäuresequenz für menschliches Ubiquitin im [[Aminosäuren#Kanonische Aminosäuren|Einbuchstabencode]] – K48, K63 und G76 gefettet hervorgehoben –:
{{Kasten
|Text=[[N-Terminus|''N''-term]] MQIFVKTLTGKTITLEVEPSDTIENVKAKIQDKEGIPPDQQRLIFAG'''K'''QLEDGRTLSDYNIQ'''K'''ESTLHLVLRLRG'''G''' [[C-Terminus|''C''-term]]}}

== Mechanismus der Ubiquitinierung ==
Der Prozess des Markierens von Zielproteinen durch Ubiquitin wird ''Ubiquitinierung'' oder auch ''Ubiquitinylierung'' genannt. Dessen Ablauf erfordert – wie eine [[Sumoylierung]], [[Urmylierung]] oder [[Neddylierung]] – mehrere nacheinander folgende [[Reaktionsmechanismus|Reaktionsschritte]] und wird von drei [[Enzym]]en [[Katalyse|katalysiert]], [[Ubiquitin-Protein-Ligasen]], die nach der [[Chemische Reaktion|Reaktionsfolge]] als E1 (auch Modifikation aktivierendes Enzym), E2 (auch Modifikation konjugierendes Enzym) und E3 (auch E3-[[Ligase]]) bezeichnet werden.
[[Datei:Ubiquitinierung.png|mini|hochkant=1.4|alt=|Mechanismus der Ubiquitinierung von Zielproteinen]]

Im ersten Schritt wird Ubiquitin durch eine [[Thioester]]bindung zwischen seiner ''C''-terminalen [[Carboxygruppe]] (G76) und einem [[Cystein]] des E1-Enzyms gebunden und so „aktiviert“. Diese Aktivierung ist energieabhängig; die Energie wird durch die Spaltung von [[Adenosintriphosphat|ATP]] zu [[Adenosinmonophosphat|AMP]] und [[Diphosphate|Pyrophosphat]] bereitgestellt. Für die Aktivierung des Modifikator-Moleküls gibt es ein spezifisches E1-Enzym, in Pflanzen sogar zwei E1-Enzyme für Ubiquitin.<ref name="UBI_STRUC">C. M. Pickart, M. J. Eddins: ''Ubiquitin: structures, functions, mechanisms.'' In: ''[[Biochim Biophys Acta]].'' 1695 (1–3), 29. November 2004, S. 55–72. PMID 15571809.</ref>

Nachdem Ubiquitin an E1 gebunden wurde, wird das Ubiquitin an das Enzym E2 überführt. Für Ubiquitin sind allein in der Hefe über elf verschiedene E2-Enzyme bekannt, in anderen Organismen ist ihre Anzahl noch größer (während für Sumo1 und Nedd8 je ein spezifisches E2-Enzym existiert).<ref>C. M. Pickart: ''Mechanisms underlying ubiquitination.'' In: ''[[Annu Rev Biochem]].'' 70, 2001, S. 503–533. PMID 11395416.</ref>

Im letzten Schritt wird das Ubiquitin durch spezifische E3-Ligasen auf das Zielprotein übertragen. Hierbei wird eine [[Isopeptid]]-Bindung zwischen dem ''C''-terminalen Glycin des Ubiquitins und einem Lysin des Zielproteins gebildet. Im Unterschied zu einer klassischen [[Peptidbindung]] dient hier nicht der α-Aminorest, sondern der ε-Aminorest des Lysins als Bindungspartner. Darüber hinaus können Ubiquitine auch auf andere Verknüpfungsarten angeschlossen werden, auch lysin-freie Proteine wurden ubiquitiniert vorgefunden.<ref>K. Cadwell, L. Coscoy: ''Ubiquitination on nonlysine residues by a viral E3 ubiquitin ligase.'' In: ''Science.'' 309 (5731), 1. Juli 2005, S. 127–130. PMID 15994556.</ref><ref>A. Ciechanover, R. Ben-Saadon: ''N-terminal ubiquitination: more protein substrates join in.'' In: ''[[Trends Cell Biol]].'' 14 (3), März 2004, S. 103–106. PMID 15055197.</ref> In der Anzahl verschiedener E3-Enzyme spiegelt sich die Vielfalt der von Ubiquitin modifizierten Zielproteine wider. Berücksichtigt man alle Enzyme, die strukturell zu den drei Unterfamilien der E3-Enzyme (HECT, RING und U-Box) gehören, so ist bei höheren Organismen von einer Zahl zwischen mehreren Hundert und Eintausend auszugehen.<ref name="UBI_STRUC" />

== Arten der Ubiquitinierung ==
[[Datei:Ubiquitination-Mode.png|mini|hochkant=1.8|alt=|Verschiedene Arten der Ubiquitinierung: (A) Mono-, (B) Oligo-, (C) Multi- und (D) Poly-Ubiquitinierung]]
An das jeweilige Zielprotein können Ubiquitine auf verschiedene Weise gebunden sein und weitere an unterschiedlicher Stelle angehängt werden. Nach Anzahl der verbundenen Ubiquitin-Moleküle wird zwischen Mono- und Oligo-, Multi- bzw. Poly-Ubiquitinierung unterschieden, je nachdem ob nur ein Molekül vorliegt oder wenige, mehrere bzw. viele Ubiquitine.<ref>D. Mukhopadhyay, H. Riezman: ''Proteasome-independent functions of ubiquitin in endocytosis and signaling.'' In: ''Science.'' 315 (5809), 12. Januar 2007, S. 201–205. PMID 17218518.</ref>

Wenn mindestens fünf Ubiquitinmoleküle als Kette mit einem Zielprotein verbunden sind, spricht man von einer Poly-Ubiquitinierung. Sind diese Moleküle am Lysin 48 (K48) miteinander verknüpft, wird das Zielprotein hauptsächlich dem Abbau durch das [[Proteasom]] zugeführt.<ref>A. Hershko, A. Ciechanover: ''The ubiquitin system for protein degradation.'' In: ''Annu Rev Biochem.'' 61, 1992, S. 761–807. PMID 1323239.</ref> Verbindung am Lysin 63 (K63) kann zum [[lysosom]]alen Abbau des Proteins führen.<ref>H. Barriere, C. Nemes, K. Du, G. L. Lukacs: ''Plasticity of polyubiquitin recognition as lysosomal targeting signals by the endosomal sorting machinery.'' In: ''Mol Biol Cell.'' 18 (10), Oktober 2007, S. 3952–3965. PMID 17686993.</ref> Des Weiteren wurde beobachtet, dass diese Modifikation Einfluss auf die zelluläre Toleranz von [[DNA-Schaden|DNA-Schäden]], entzündliche Immunantworten, [[Endozytose|endozytotische]] Vorgänge und die [[ribosom]]ale Protein-Synthese hat.<ref>C. M. Pickart, D. Fushman: ''Polyubiquitin chains: polymeric protein signals.'' In: ''Curr Opin Chem Biol.'' 8 (6), Dezember 2004, S. 610–616. PMID 15556404.</ref>

Mono- und Multi-Ubiquitinierungen hingegen beeinflussen weniger die Stabilität einzelner Proteine als deren intrazelluläre Verteilung und können die Interaktion mit anderen Proteinen ermöglichen.<ref>S. Polo, S. Sigismund, M. Faretta, M. Guidi, M. R. Capua, G. Bossi, H. Chen, P. De Camilli, P. P. Di Fiore: ''A single motif responsible for ubiquitin recognition and monoubiquitination in endocytic proteins.'' In: ''[[Nature]].'' 416 (6879), 28. März 2002, S. 451–455. PMID 11919637.</ref> Oligo-Ubiquitinierung hat beispielsweise Einfluss auf die Aktivität eines [[Transkriptionsfaktor]]s, ohne dessen Abbau zu initiieren.<ref>K. Flick, I. Ouni, J. A. Wohlschlegel, C. Capati, W. H. McDonald, J. R. Yates, P. Kaiser: ''Proteolysis-independent regulation of the transcription factor Met4 by a single Lys 48-linked ubiquitin chain.'' In: ''[[Nat Cell Biol]].'' 6 (7), Juli 2004, S. 634–641. 20. Juni. PMID 15208638.</ref>

== Beispiele für Ubiquitinierungen ==
[[Datei:K63-Ubiquitination.png|mini|hochkant=1.2|alt=|Beispiel einer Oligo-Ubiquitinierung über K63 – am Lys63 des 1. Ubiquitins ist ein 2. Ubiquitin angehängt]]

=== Abbau fehlerhaft gefalteter Proteine ===
Das Ubiquitin-Proteasom-System spielt eine bedeutende Rolle in der „Qualitätssicherung“ intrazellulär hergestellter Proteine.<ref name="ESSER">C. Esser, S. Alberti, J. Höhfeld: ''Cooperation of molecular chaperones with the ubiquitin/proteasome system.'' In: ''Biochim Biophys Acta.'' 1695 (1–3), 29. November 2004, S. 171–188. PMID 15571814.</ref> Proteine sollten während und nach ihrer Produktion richtig [[Proteinfaltung|gefaltet]] werden, damit sie funktionieren. Bei einigen Proteinen ist die Faltung so komplex und fehleranfällig wie beim [[Chlorid-Ionenkanal]] CFTR in [[Epithel]]zellen, bei dem bis zu 60–80 % der hergestellten Proteine fehlerhaft gefaltet sind.<ref>R. R. Kopito: ''Biosynthesis and degradation of CFTR.'' In: ''[[Physiol Rev]].'' 79 (1 Suppl), Januar 1999, S. 167–173. PMID 9922380.</ref> Diese fehlerhaft gefalteten Proteine werden von sogenannten [[Chaperon (Protein)|Chaperonen]] gebunden, Enzymen, die unter Umständen die richtige Faltung des Proteins fördern können. Bei einer „irreparabelen“ Missfaltung wurde die Bildung eines Protein-Chaperon-Ubiquitin-E3-Ligase-Komplexes beobachtet, der das fehlgefaltete Protein poly-ubiquitiniert und damit die Degradierung durch das Proteasom ermöglicht.<ref name="ESSER" /> Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass strukturell entartete Proteine weder cytosolisch noch [[Zellmembran|membranassoziiert]] die Zellabläufe beeinflussen.

Ereignet sich aber im Falle des [[Ionenkanal]]s CFTR in der [[Offener Leserahmen|codierenden DNA]] eine Mutation, die sich in einer Mutation des [[Phenylalanin]]s an Position 508 (F508) niederschlägt, führt dies zur Poly-Ubiquitinierung und zu vorzeitigem Abbau aller produzierten CFTR-Proteine.<ref>C. L. Ward, S. Omura, R. R. Kopito: ''Degradation of CFTR by the ubiquitin-proteasome pathway.'' In: ''[[Cell (Zeitschrift)|Cell]].'' 83 (1), 6. Oktober 1995, S. 121–127. PMID 7553863.</ref> Die Folge ist das Krankheitsbild der [[Mukoviszidose]]. Obgleich eine ordnungsgemäße Funktion des mutierten Ionenkanal-Proteins prinzipiell nicht ausgeschlossen ist, wird es vorzeitig abgebaut. Dieses Beispiel zeigt, dass sich das eigentlich positiv wirkende strikte Kontrollsystem des ubiquitinvermittelten Abbaus strukturell falscher Proteine auch negativ auf den Organismus auswirken kann.

=== Regulation der Transkription ===
Der erste Schritt der [[Proteinbiosynthese]] ist die [[Transkription (Biologie)|Transkription]]. Hierbei wird DNA über ein Enzym, die [[RNA-Polymerase]], in [[Ribonukleinsäure|RNA]] umgeschrieben. Für den [[Initiation (Transkription)|Transkriptionsstart]] der Polymerase werden an der DNA verschiedene [[Transkriptionsfaktor]]en benötigt. Die Zugänglichkeit der DNA für die Transkriptionsfaktoren und die Polymerase kann von permanent DNA-gebundenen Proteinkomplexen, den [[Histon]]en, reguliert werden. Histone, die von DNA „umwickelt“ sind, werden [[Nukleosom]]en genannt.
[[Datei:Rad6 Histone Ubiquitination.png|mini|hochkant=1.2|alt=|(A) ARG1 wird in Abwesenheit von Rad6 exprimiert. (B) Rad6 mono-ubiquitiniert ein Histon, infolgedessen wird ARG1 nicht mehr exprimiert.]]

In der Backhefe wurde das ubiquitinverknüpfende Protein Rad6 entdeckt, das die Transkription von ARG1 (Argininosuccinat-Synthase-Gen1) reguliert.<ref>K. Robzyk, J. Recht, M. A. Osley: ''Rad6-dependent ubiquitination of histone H2B in yeast.'' In: ''Science.'' 287 (5452), 21. Januar 2000, S. 501–504. PMID 10642555.</ref> In der Abwesenheit von Rad6 können die Transkriptionsfaktoren und die Polymerase an den [[Promotor (Genetik)|Promotor]] (eine regulatorische [[Nukleotidsequenz|DNA-Sequenz]]) vor dem ARG1-Gen binden und die Transkription starten. In der Gegenwart von Rad6 verknüpft dieses ein Ubiquitin-Molekül mit dem Lysin K123 einer Histon-[[Protein-Untereinheit|Untereinheit]] H2B. Dies führt zu Modifikationen eines H3-Histons im Nachbar-Nukleosom: Das Histon H3 wird an den Lysinen K4 und K49 methyliert. Infolgedessen wird der Promotor ''ruhiggestellt'', sodass keine Transkriptionsfaktoren binden können. Durch dieses [[Gen-Silencing]] wird nun das Gen ARG1 nicht mehr exprimiert und das Enzym Argininosuccinat-Synthase in der Zelle nicht mehr hergestellt.<ref>Z. W. Sun, [[Charles David Allis|C. D. Allis]]: ''Ubiquitination of histone H2B regulates H3 methylation and gene silencing in yeast.'' In: ''Nature.'' 418 (6893), 4. Juli 2002, S. 104–108. PMID 12077605.</ref>

Darüber hinaus war das Histon H2A aus der [[Drosophila melanogaster|Taufliege]] das erste ubiquitinierte Protein, das beschrieben wurde.<ref>I. L. Goldknopf, H. Busch: ''Isopeptide linkage between nonhistone and histone 2 A polypeptides of chromosomal conjugate-protein A24.'' In: ''[[Proc Natl Acad Sci U S A]].'' 74 (3), März 1977, S. 864–868. PMID 265581.</ref><ref>L. T. Hunt, [[Margaret Oakley Dayhoff|M. O. Dayhoff]]: ''Amino-terminal sequence identity of ubiquitin and the nonhistone component of nuclear protein A24.'' In: ''[[Biochem Biophys Res Commun]].'' 74 (2), 24. Januar 1977, S. 650–655. PMID 836318.</ref> In Säugetieren wurde der Ubiquitinierungszustand der Histone H2A und H2B zum ersten Marker für transkriptionell aktives [[Chromatin]], der Gesamtheit aus der DNA und deren assoziierten Proteinen.<ref>S. Y. Huang, M. B. Barnard, M. Xu, S. Matsui, S. M. Rose, W. T. Garrard: ''The active immunoglobulin kappa chain gene is packaged by non-ubiquitin-conjugated nucleosomes.'' In: ''Proc Natl Acad Sci U S A.'' 83 (11), Juni 1986, S. 3738–3742. PMID 3012532.</ref>

[[Datei:NFKB-pathway.png|mini|hochkant=1.2|alt=|Die Beteiligung von Ubiquitinierungen im NF-κB-Signalweg]]
=== Ubiquitin als Teil der Signaltransduktion ===

Ubiquitin ist auch an der intrazellulären Signal-Weiterleitung von äußeren Stimuli beteiligt, so zum Beispiel beim [[NF-κB]]-Signalweg (''engl.'' nuclear factor kappa B).<ref>M. Karin, Y. Ben-Neriah: ''Phosphorylation meets ubiquitination: the control of NF-[kappa]B activity.'' In: ''[[Annu Rev Immunol]].'' 18, 2000, S. 621–663. PMID 10837071.</ref> Dieser kann durch das Signalmolekül [[Tumornekrosefaktor]] (TNF) aktiviert werden. Bindet TNF an den [[TNF/TNFR-Superfamilie|TNF-Rezeptor]] der Zellmembran, wird durch dessen [[Konformation]]sänderung die E3-Ligase TRAF2 an den intrazellulären Teil des Rezeptors rekrutiert. Diese poly-ubiquitiniert sich selbst und das Protein RIP über K63-Verbindungen.<ref>E. Meylan, J. Tschopp: ''The RIP kinases: crucial integrators of cellular stress.'' In: ''[[Trends Biochem Sci]].'' 30 (3), März 2005, S. 151–159. PMID 15752987.</ref> Durch die ubiquitinierten Proteine RIP und TRAF2 werden verschiedene [[Kinase]]n, phosphorylierende Enzyme, aktiviert. Die Iκ-Kinase β letztendlich phosphoryliert das Protein IκB. Dieses setzt nun den vorher gebundenen und inaktiven NF-κB frei. NF-κB wandert in den [[Zellkern]] und [[Transkriptionsfaktor|aktiviert]] dort die Transkription bestimmter Gene.<ref>T. D. Gilmore: ''Introduction to NF-kappaB: players, pathways, perspectives.'' In: ''[[Oncogene]].'' 25 (51), 30. Oktober 2006, S. 6680–6884. PMID 17072321.</ref> IkB hingegen wird über K48 poly-ubiquitiniert und über das Proteasom abgebaut.<ref>M. Magnani, R. Crinelli, M. Bianchi, A. Antonelli: ''The ubiquitin-dependent proteolytic system and other potential targets for the modulation of nuclear factor-kB (NF-kB).'' In: ''[[Curr Drug Targets]].'' 1 (4), Dezember 2000, S. 387–399. PMID 11467077.</ref>

=== Weitere Beispiele für Ubiquitinierungen ===
* Nach Ende der [[Mitose]] wird das am [[Zellzyklus]] beteiligte [[Cyclin]] durch Ubiquitinierung markiert und abgebaut.<ref>F. Bassermann, C. von Klitzing, S. Münch, R. Y. Bai, H. Kawaguchi, S. W. Morris, C. Peschel, J. Duyster: ''NIPA defines an SCF-type mammalian E3 ligase that regulates mitotic entry.'' In: ''Cell.'' 122 (1), 15. Juli 2005, S. 45–57. PMID 16009132.</ref>
* Bei der [[HIV]]-Infektion werden anti-virale Enzyme der Zelle (ABOBEC3G) durch ein virales HIV-Protein (Vif) gebunden. Vif vermag gleichzeitig Teile der Ubiquitinierungs-Maschinerie zu binden. Vif wird dadurch ubiquitiniert und zusammen mit APOBEC3G degradiert, wodurch die Effizienz der HIV-Infektion gesteigert wird.<ref>Y. Dang, L. M. Siew, Y. H. Zheng: ''APOBEC3G is degraded by the proteasomal pathway in a Vif-dependent manner without being polyubiquitylated.'' In: ''[[J Biol Chem]].'' 6. März 2008. PMID 18326044.</ref>
* Vermehrte Mono-Ubiquitinierung tritt bei der Differenzierung von multipotenten [[Stammzelle]]n auf.<ref>O. Karpiuk, Z. Najafova, F. Kramer, M. Hennion, C. Galonsk, A. König, N. Snaidero, T. Vogel, T. A. Shchebet, Y. Begus-Nahrmann, M. Kassem, M. Simons, H. Shcherbata, T. Beissbarth, S. A. Johnsen: ''The histone H2B monoubiquitination regulatory pathway is required for differentiation of multipotent stem cells.'' In: ''Molecular Cell.'' 46 (5), 2002, S. 705–713.</ref>

== Erkrankungen ==
Das [[Angelman-Syndrom]] ist eine neurologische Erkrankung, die sich u. a. durch eine verlangsamte [[kognitiv]]e und motorische Entwicklung äußert. Der häufigste genetische Defekt ist hierbei eine 4 Mio. (MBp) Basenpaar-Deletion auf dem mütterlichen [[Chromosom 15 (Mensch)|Chromosom 15]] [[Genlocus]] q11-13. Diese Region ist jedoch nur im [[Hippocampus]] und im [[Kleinhirn]] aktiv und codiert u. a. für die E3-Ubiquitinligase E6-AP.<ref>{{Literatur |Autor=E. Weeber, J. Levenson, J. Sweatt |Titel=Molecular genetics of human cognition |Sammelwerk=Mol Interv |Band=2 |Nummer=6 |Datum=2002 |Seiten=376–391, 339 |DOI=10.1124/mi.2.6.376 |PMID=14993414}}</ref> Mäuse, denen diese Ligase fehlt, entwickeln Lerndefizite, beispielsweise bei der [[Konditionierung]] von Angst. Zudem ist die längerfristige [[neuronale Plastizität]] der Mäuse nicht mehr gegeben. Diese Defizite korrelieren teils mit den Beeinträchtigungen von Patienten mit Angelman-Syndrom.
* Beim dominant vererbten [[Von-Hippel-Lindau-Syndrom]] führt eine Mutation im Gen der VHL-Ubiquitinligase zu einer Akkumulation des [[Transkriptionsfaktor]]s [[Hypoxie-induzierter Faktor]] (HIF) und Tumorentstehung.
* Mutationen der Ubiquitinligase Parkin wurde bei bestimmten Formen der [[Parkinson-Krankheit]] nachgewiesen.<ref>H. Shimura, N. Hattori, S. Kubo, Y. Mizuno, S. Asakawa, S. Minoshima, N. Shimizu, K. Iwai, T. Chiba, K. Tanaka, T. Suzuki: ''Familial Parkinson disease gene product, parkin, is a ubiquitin-protein ligase.'' In: ''[[Nature Genetics]].'' 25 (3), Juli 2000, S. 302–305. PMID 10888878.</ref>
* Mutationen der [[Cullin7]]-E3-Ubiquitinligase wurden als Ursache der [[autosomal]]-[[rezessiv]]en Wachstumsstörung [[3M-Syndrom]] identifiziert.<ref>C. Huber, D. Dias-Santagata, A. Glaser, J. O’Sullivan, R. Brauner, K. Wu, X. Xu, K. Pearce, R. Wang, M. L. Uzielli, N. Dagoneau, W. Chemaitilly, A. Superti-Furga, H. Dos Santos, A. Mégarbané, G. Morin, G. Gillessen-Kaesbach, R. Hennekam, I. Van der Burgt, G. C. Black, P. E. Clayton, A. Read, M. Le Merrer, P. J. Scambler, A. Munnich, Z. Q. Pan, R. Winter, V. Cormier-Daire: ''Identification of mutations in CUL7 in 3-M syndrome.'' In: ''Nat Genet.'' 37 (10), Oktober 2005, S. 1119–1124. PMID 16142236.</ref>
* Mutationen im Ubiquitin Activating Enzyme ''UBA1'' finden sich beim [[VEXAS-Syndrom]] und der [[X-chromosomale infantile Spinale Muskelatrophie|X-chromosomalen infantilen Spinalen Muskelatrophie]]

== Literatur ==
* Roland John Mayer, Aaron J. Ciechanover, Martin Rechsteiner: ''Protein Degradation ''(= ''The Ubiquitin-Proteasome System and Disease'', Band 4), Wiley-VCH, Weinheim 2008, ISBN 978-3-527-31436-2.
* P. Ebner, G. A. Versteeg, F. Ikeda: ''Ubiquitin enzymes in the regulation of immune responses.'' In: ''Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology.'' Band 52, Nummer 4, August 2017, S. 425–460; [[doi:10.1080/10409238.2017.1325829]], PMID 28524749, {{PMC|5490640}} (Review).
* A. Varshavsky: ''The Ubiquitin System, Autophagy, and Regulated Protein Degradation.'' In: ''Annual review of biochemistry.'' Band 86, Juni 2017, S. 123–128; [[doi:10.1146/annurev-biochem-061516-044859]], PMID 28654326 (Review).
* P. M. Lombardi, M. J. Matunis, [[Cynthia Wolberger|C. Wolberger]]: ''RAP80, ubiquitin and SUMO in the DNA damage response.'' In: ''Journal of molecular medicine.'' Band 95, Nummer 8, August 2017, S. 799–807; [[doi:10.1007/s00109-017-1561-1]], PMID 28681078, {{PMC|5570449}} (Review).

== Weblinks ==
* [http://www.nottingham.ac.uk/biochemcourses/students/ub/ubindex.html ''The Ubiquitin System for Protein Modification and Degradation.''] Informationen zu Ubiquitin an der Universität Nottingham.
* Jennifer McDowall: [https://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2004_12/Page1.htm ''Ubiquitin.''] (englisch).

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

{{Lesenswert|26. Oktober 2008|52244120}}

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[[Kategorie:Peptid]]

Ubiquitin - Versionsgeschichte

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