ユビキチンについて教えて下さい。

質問

wikiによれば
ユビキチン (ubiquitin) は76個のアミノ酸からなるタンパク質で、他のタンパク質の修飾に用いられ、タンパク質分解、DNA修復、翻訳調節、シグナル伝達などさまざまな生命現象に関わる。至る所にある (ubiquitous) ことからこの名前が付いた。
と書かれているのですが、どこにでも存在するのにいろいろな働きが出来るのはなぜなのでしょうか？同じユビキチンでもいろいろな種類があるからなのでしょうか？
それとユビキチン化することでうまくフォールディングされなくなったタンパク質を排出することが出来るようなことが書かれていますが、
ユビキチン化することで排出出来るのはなぜなのでしょうか？
よろしくお願い致します。

回答No.1

sfwaesr · ベストアンサー

ご質問の意図と回答の内容があっていないかもしれませんが、

１）ユビキチンがいろいろな役割を果たす理由
大きく分けて二つあると思います。質問者の方がどちらの意図で質問されたかわかりませんが、（おそらく後者だと思いますが）
A.モノユビキチン化とポリユビキチン化による機能の違い
～一般的にモノユビキチン化（ユビキチンが一分子タンパク質に結合する）はそのタンパク質の酵素活性などを変化させ、ポリユビキチン化はそのタンパク質の分解シグナルとなります。
B.ユビキチン化が様々なタンパク質に作用すること
～ユビキチンそのものが機能を果たしていると言うより、ユビキチン化によって、ユビキチン化されたタンパク質の機能やタンパク質の量が変化すると考えたら良いと思います。
例えば、A-Zの26種類のタンパク質が存在したとき（実際の細胞の中は数万種類はありますので、これはあくまで例えばの話です）、ある細胞ではA, B, Cというタンパク質がポリユビキチン化を介して積極的に分解を受けている（＝A, B, Cはなくなる）とします。別の細胞ではX, Y, Zというタンパク質がポリユビキチン化を介して積極的に分解されている（X, Y, Zはなくなる）とします。
その結果、前者の細胞ではD-Zのタンパク質がその細胞の機能に影響を与え、後者の細胞ではA-Vのタンパク質がその細胞の機能に影響を与えます。
このように「細胞や組織によって、（モノやポリ）ユビキチン化されるタンパク質の種類が違うことからそれぞれの細胞や組織におけるタンパク質の活性や量の変化が生じる」ことがユビキチン化が関与する細胞のバリエーションだと思います。

２）（ポリ）ユビキチン化によるタンパク質分解の原理
ポリユビキチン化されたタンパク質は、タンパク質分解を担う大きな複合体プロテアソームに認識されます。プロテアソームはポリユビキチンを認識して、そのタグ（ポリユビキチン）のついたタンパク質の分解を開始します。
では、どのようにして、ポリユビキチン化されるタンパク質（＝分解の命令を受けているタンパク質）が決まるのか？です。タンパク質の多くに対して、対応するE3ユビキチンリガーゼと呼ばれる酵素があります。例えば、細胞が低い酸素濃度に曝されたときに、低酸素状態でも生きるために必至なタンパク質に対するE3ユビキチンリガーゼの量は低下します。そうなると、そのタンパク質は分解シグナル（ポリユビキチン化）を受けなくなるので、分解されず、細胞の中にたまってきて、低酸素でも生きられるように活動を始めるわけです。

このようなユビキチンープロテアソーム経路のタンパク質分解にも様々なタンパク質の分解経路がありますが、このユビキチンープロテアソーム経路は、敢えてATPを使って（エネルギーを消費してまで）分解するため、生物学的な意味が大きい場合が多いです。

回答No.2

otx

専門的な難しい解説をする前に。。。

＞どこにでも存在するのにいろいろな働きが出来るのはなぜなのでしょうか？

この質問の意味がわかりません。教えてください。

私は、質問者様が勘違いをされているのではないかと思います。

（細胞内の）どこにでも存在する（機能すべき場所が限られていない）のに
いろいろな働きが出来るのはなぜ？

と思っていらっしゃいませんか？

ここで言う「どこにでも存在する」とは、体のいろいろな組織の細胞に存在するという意味です。
つまり、脳や小腸など特定の細胞だけでなく、いろいろな細胞に発現しているという意味です。

細胞内でユビキチンが働く場所はある程度決まっています。