Ubikitiini (Ub) -proteiini on säätelyproteiini, jota esiintyy kaikkialla eukaryoottisten organismien kudoksissa, joissa on monimutkaisia solurakenteita kalvojen ympäröimänä. Tähän luokkaan kuuluvat eläimet, kasvit ja sienet. Ubikvitiiniproteiinin tärkein tehtävä on merkitä muut proteiinit tuhoutumaan. Kun vähintään neljä kiinnittyy toiseen proteiiniin, solu alkaa purkaa sen.
Vain 76 aminohaposta koostuva ubikitiiniproteiini vaihtelee vähän organismien välillä. Ihmisen version ja hiivan version välillä on vain pieni ero, mikä viittaa siihen, että sen rakenne on välttämätön monimutkaiselle solutoiminnalle. Aminosekvenssi on säilynyt evoluutiohistorian ajan.
Solut rakentavat jatkuvasti proteiineja, jotka suorittavat tiettyjä toimintoja. Tämän tyyppisen proteiinin purkaminen on tehokas tapa varmistaa, että siihen liittyvä prosessi pysäytetään. Ubikitiiniproteiinilla on keskeinen rooli poistettaessa proteiineja, joita ei enää tarvita. Prosessoidussa ubikvitinaatiossa kierrätettäville proteiineille annetaan molekyylitunniste, ubikitiiniproteiini.
Toimintansa suorittaneiden säätelyproteiinien uskotaan laukaisevan signaalin, joka houkuttelee ubikitiiniproteiinia. Kiinnityksen suorittamiseen tarvitaan kolmenlaisia entsyymejä. E1 tai Ub-aktivoivat entsyymit asettavat ubikitiinin reaktiiviseen tilaan. Sitoutumista proteiiniin katalysoivat E2 tai Ub-konjugoivat entsyymit. Kolmas entsyymityyppi, E3, tunnistaa poistettavan proteiinin.
Yksi organismi voi sisältää monia eri versioita näistä entsyymeistä. Esimerkiksi hiivassa on yli tusina E2 -entsyymimuunnosta. Näiden varianttien yhdistelmän uskotaan helpottavan tiettyihin toimintoihin liittyvien proteiinien ubikvitiinimerkintöjä.
Neljän tai useamman tunnisteella tunnistettu proteiini syötetään proteasomiin, onttoon rakenteeseen, joka hajottaa proteiinit yksittäisiksi osiksi. Ubikvitiiniproteiinitunniste toimii kuin kemiallinen avain proteasomin avaamiseen. Kun purkaminen alkaa, Ub -tunnisteet vapautetaan ja niitä voidaan käyttää uudelleen. Vuoden 2004 kemian Nobel -palkinto myönnettiin tämän prosessin keksijöille.
Ubikvitiiniproteiinilla on keskeinen rooli monissa erilaisissa soluprosesseissa. Ub -välitteisten prosessien toimintahäiriöt voivat johtaa useisiin patologisiin tiloihin. Tietyt syövät, immuunijärjestelmän häiriöt ja rappeuttavat hermosairaudet on sidottu väärään Ub -toimintaan, mikä viittaa mahdollisiin hoitovaihtoehtoihin tai mahdollisuuksiin lisätutkimuksiin.