אוביקוויטין

אוביקוויטין (Ubiquitin) הוא חלבון הפועל בכל התאים האיקריוטים, ומשמש בתא לסימון חלבונים שנועדו לפירוק. מטרת מערכת היא לפרק חלבונים תקינים בעלי אורך חיים קצר, שסיימו את תפקידם או חלבונים חריגים בעלי קיפול לא נכון, לשם הבטחת תפקודו התקין של התא. זיהוי החלבונים שיש לפרק נעשה בעיקר על-פי שינויים במבנה המרחבי שלהם.

רקע

החלבון מפורק בתא בתהליך הנקרא Polyubiquitination, במהלכו מסומן החלבון באוביקוויטין ומפורק באמצעות קומפלקס הפרוטאזום, בתהליך תלוי ATP. פירוק של חלבון במערכת קורה בשני צעדים ברורים ורצופים. ראשית, סימון של חלבוני המטרה על ידי הוספת אוביקוויטין. בשלב השני, החלבונים המוצמדים לאוביקוויטין מוכרים על ידי פרוטאזום, ומפורקים. אוביקוויטין היא מולקולה קטנה במשקל 8 קילודלטון המורכבת מ-76 חומצות אמינו, והיא מאוד שמורה אבולוציונית בכל התאים האיאוקריוטים (היא זהה באדם ובשמר). האוביקוויטינציה של החלבון נעשית על ידי (E2 (ubiquitin-conjugating enzyme המקבל מולקולת אוביקוויטין שהופעלה על ידי (E1 (ubiquitin-activating enzyme. למולקולת האוביקוויטין הראשונה מוצמדות מולקולות אוביקוויטין נוספות, כך נוצרת שרשרת אוביקוויטין. מעבר מולקולת האוביקוויטין מ-E2 אל חלבון המטרה דורש מרכיב נוסף הנקרא (E3 (ubiquitin- ligase. ה-E3 הוא לעיתים חלבון בודד ועיתים קומפלקס רב חלבונים, בכל מקרה זהו המרכיב המכיר באופן ספציפי את החלבון המטרה ומזרז מעבר מולקולת האוביקוויטין מ-E2 לחלבון. חלבון שקשורה אליו שרשרת אוביקוויטין כאמור, מפורק על ידי הפרוטאזום, ותוצרי הפירוק חוזרים לתא לשימוש נוסף.

מערכת האוביקוויטין בשמרים מעורבת בתהליכים תאיים מרובים, כגון עמידות לעקה ושליטה בנזקים והתקדמות במחזור התא, הולכת אותות, ויסות של שעתוק, השתקה כרומוזומליות, ירושת המיטוכונדריה, דיפרנציאציה והתפתחות.^[1]

האוביקוויטין התגלה ואופיין במסגרת מחקר שערכו בסוף שנות השבעים אברהם הרשקו ואהרן צ'חנובר מהפקולטה לרפואה בטכניון, בשיתוף עם אירווין רוז מהמכון לחקר הסרטן בפילדלפיה. מחקר זה, שהביא לפריצת דרך בחקר הסרטן, מחלות ניווניות במוח ומחלות אחרות, זיכה את השלושה בפרס נובל לכימיה לשנת 2004.