Modifications post-traductionnelles des protéines
Ubiquitination : mono et polyubiquitination
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L'ubiquitination (ou ubiquitinylation) est une modification post-traductionnelle qui aboutit à la fixation covalente d'une protéine d'ubiquitine sur la protéine substrat.
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Polymérisations de l'ubiquitine
(Figure : vetopsy.fr d'après Komander) - S'il y en a plusieurs, on parle de ployubiquitination.
La polyubiquitination peut s'effectuer de deux manières différentes :
- soit par liaison linéaire canonique entre une extrémité C-terminale de l'une et l'extrémité N-terminale de l'autre,
- soit par liaisons avec les différentes lysines.
Polyubiquitination par liaison
peptidique canonique linéaire
L'ubiquitine peut se polymériser et former une liaison peptidique canonique linéaire entre :
- la Gly76 C-terminale d'une ubiquitine,
- la Met1 de la suivante (Molecular discrimination of structurally equivalent Lys 63-linked and linear polyubiquitin chains 2009).
Polyubiquitination par liaisons
avec les différentes lysines
Liaisons
L'ubiquitination peut se répéter plusieurs fois sur les lysines de l'ubiquitine lié au substrat et peut s'effectuer :
- en particulier, sur K48 ET K63,
- mais aussi, sur les autres lysines pour former des chaînes d'ubiquitine.
Ces chaînes peuvent être alors (Atypical ubiquitin chains : new molecular signals 2008) :
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Polyubiquitinations
(Figure : vetopsy.fr d'après Ikeda) - des chaînes mixtes par exemple K48/K29 pour former des branches,
- des chaînes hétérologues entre l'ubiquitine et les UBL-like comme SUMO.
De multiples monoubiquitinations simples peuvent aussi participer à cette polyubiquitination.
Formes du complexe
Cette aptitude de l'ubiquitine à former des polymères est essentielle pour ses différents rôles.
1. La polyubiquitination sur K48 aboutit à la dégradation du substrat.
- Elle produit des structures compactes.
- Un sous-groupe de domaines UBA, par exemple dans HR23a (RAD23A) ou MUD1, est pris alors en sandwich entre deux ubiquitines.
- D'autres peuvent se lier sur chaque ubiquitine comme PLIC-1.
2. La plupart des fonctions non-protéolytiques des chaînes d'ubiquitine sont actuellement associés à des polymères d'ubiquitine liés par K63.
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Formes des complexes polyubiquitinés
(Figure : vetopsy.fr d'après Ikeda) - Un autre sous-groupe de domaines UBA, par exemple HR23a humaine, se lie classiquement comme à une monoubiquitine.
3. D'autres UBD se fixent indifféremment sur une ou l'autre lysine, comme le domaine UIM (de Rpn10 par exemple).