泛素的性質結構

基本信息
泛素（ubiquitin）是一類真核細胞內廣泛存在的小分子蛋白質，大小為76個氨基酸殘基。泛素間可以通過酶促反應相互連接，進而介導靶蛋白降解。
化學反應
催化的一系列反應的發生，整個過程被稱為泛素化信號通路。在第一步反應中，泛素激活酶（又被稱為E1）水解ATP并將一個泛素分子腺苷酸化。接著，泛素被轉移到E1的活性中心的半胱氨酸殘基上，并伴隨著第二個泛素分子的腺苷酸化。被腺苷酸化的泛素分子接著被轉移到第二個酶，泛素結合酶（E2）的半胱氨酸殘基上。最后，高度保守的泛素連接酶（E3）家族中的一員（根據底物蛋白質的不同而不同）識別特定的需要被泛素化的靶蛋白，并催化泛素分子從E2上轉移到靶蛋白上。通常認為，靶蛋白在被26S蛋白酶體識別之前，必須被標記上至少四個泛素單體形成的K48位或者K11位連接的多聚泛素鏈，但最新也有研究表明兩個泛素單體形成的泛素鏈更能有效地被蛋白酶體降解。一般而言，是E3使得這一系統具有了底物特異性，而E2或者E2-E3決定底物上泛素鏈的類型。E1、E2和E3蛋白的數量依賴于生物體和細胞類型，人體中就存在大量不同的E3蛋白，這說明泛素-蛋白酶體系統可以作用于數量巨大的靶蛋白。
多泛素化后的蛋白質是如何被蛋白酶體所識別的，還沒有完全弄清。泛素受體蛋白的N末端具有一個類泛素結構域，以及一至多個泛素結合結構域。類泛素結構域可以被19S調節顆粒所識別，而泛素結合結構域可以通過形成三螺旋束來結合泛素。這些受體蛋白可能能夠結合多泛素化的蛋白質并將其攜帶到蛋白酶體，而關于這種結合的特異性和調控機制還不清楚。最終，被標記的蛋白質被蛋白酶分解為較小的多肽、氨基酸以及可以重復使用的泛素。
2004年，阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科、歐文·羅斯因發現了泛素調解的蛋白質降解過程而獲得了諾貝爾化學獎。