Ubiquitin-Proteasome System

Protein degradation via proteasomes is a very sophisticated process. The system is called ubiquitin-proteasome system(UPS) also known as ubiquitin-proteasome pathway(UPP). The entire function is based around protein named ubiquitin of size about 76 aminoacids, 8,5kDa. This protein was first discovered in 1975 without its purpose being explained. Name "ubiquitin" refers to its presence in every eukaryotic cell("ubiquitous" means being everywhere). Ubiquitin takes part in ubiquitination of protein which means it binds to a protein. This is a complex and important reaction to similar extent as other post-translation modification of proteins called phosphorylation.

Processes of ubiquitination

 * 1) Ubiquitin in cell is first bonded to ubiquitin-activating enzyme E1 while using energy from ATP.
 * 2) Then, ubiquitin is transported to ubiquitin-transporting(ubiquiting-conjugating) enzyme E2.
 * 3) Afterwads, ubiquitin is transported by ubiquitin-ligase E3 to protein and marks it for future degradation


 * 1) Ubikvitin je v buňce nejprve vázán (aktivován) za spotřeby ATP tzv. ubikvitin-aktivujícím enzymem E1.
 * 2) Následně je přenesen na ubikvitin-přenášející (nebo ubikvitin-konjugující) enzym E2.
 * 3) Další přesun ubikvitinu na protein, který má být degradován (dále PDG; nebo na vytvářející se řetězec ubikvitinů na PDG) je podmíněn ubikvitin-ligázou E3, která dokáže specificky rozpoznat proteiny, jež mají být degradovány.

Jinými slovy, enzymy E1 a E2 slouží převážně pouze k transportu ubikvitinů, naopak enzymy E3 obsluhují jejich konečné navázání na PDG, rozpoznaný právě těmito enzymy. Nejprve je tedy na PDG navázán první ubikvitin, na něj pak druhý, na druhý třetí atd. Z toho, že E3 enzymy specificky rozpoznávají různé PDG, plyne také to, že v buňkách je málo různých E1 (podle  existují v lidských buňkách přinejmenším dva E1 enzymy, totiž Uba6 a Ube1) a E2 enzymů, zatímco E3 enzymů existuje rozmanité množství (stovky) pro různé skupiny proteinů, určených k degradaci.