Ubiquitin (Ub) protein är ett regulatoriskt protein som finns i vävnaderna hos eukaryota organismer, som är de som har komplexa cellstrukturer omgivna av membran. Djur, växter och svampar ingår i denna kategori. Ubiquitinproteinets huvudsakliga roll är att märka andra proteiner för destruktion. När minst fyra fäster sig vid ett annat protein börjar cellen att plocka isär det.
Ubiquitinproteinet består av en sekvens på endast 76 aminosyror och varierar lite mellan organismer. Det finns bara en liten skillnad mellan den mänskliga versionen och den som finns i jäst, vilket tyder på att dess struktur är avgörande för komplex cellfunktion. Aminosekvensen har bevarats under evolutionär historia.
Celler bygger kontinuerligt proteiner som utför specifika funktioner. Demontering av denna typ av protein är ett effektivt sätt att säkerställa att processen som är förknippad med det stoppas. Ubiquitinprotein spelar en central roll i elimineringen av proteiner som inte längre behövs. I en bearbetad så kallad ubiquitination får proteinerna som ska återvinnas en molekylär tagg, ubiquitinproteinet.
Regulatoriska proteiner som har fullbordat sin funktion tros utlösa en signal som attraherar ubiquitinproteinet. Tre typer av enzymer behövs för att fullborda bindningen. E1, eller Ub-aktiverande enzymer, sätter ubiquitinet i ett reaktivt tillstånd. Bindning till proteinet katalyseras av E2, eller Ub-konjugerande enzymer. En tredje typ av enzym, E3, arbetar för att identifiera proteinet som ska avlägsnas.
En enda organism kan innehålla många olika versioner av dessa enzymer. Det finns över ett dussin varianter av E2-enzymet i till exempel jäst. En kombination av dessa varianter tros underlätta ubiquitin-märkningen av proteiner associerade med specifika funktioner.
Ett protein som identifieras av fyra eller flera taggar matas in i proteasomen, en ihålig struktur som bryter ner proteiner i enskilda delar. Ubiquitin-proteintaggen fungerar som en kemisk nyckel för att öppna proteasomen. När demonteringen börjar släpps Ub-taggarna och kan användas igen. 2004 års Nobelpris i kemi delades ut till upptäckarna av denna process.
Ubiquitinproteinet spelar en central roll i många olika cellulära processer. Dysfunktion i Ub-medierade processer kan leda till ett antal patologiska tillstånd. Vissa cancerformer, störningar i immunsystemet och degenerativa nervsjukdomar har kopplats till felaktig Ub-funktion, vilket föreslår möjliga behandlingsalternativ eller vägar för vidare forskning.