Modifications post-traductionnelles des protéines
Ubiquitination : mono et polyubiquitination

Sommaire

L'ubiquitination (ou ubiquitinylation) est une modification post-traductionnelle qui aboutit à la fixation covalente d'une protéine d'ubiquitine sur la protéine substrat.

Polymérisations de l'ubiquitine
(Figure : vetopsy.fr d'après Komander)

S'il n'y en a qu'une, on parle de monoubiquitination.
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 :

L'ubiquitination peut se répéter plusieurs fois sur les lysines de l'ubiquitine lié au substrat et peut s'effectuer :

Polyubiquitinations
(Figure : vetopsy.fr d'après Ikeda)

des chaînes homologues ou homotypiques (sur la même lysine à chaque fois),
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.

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.

Formes des complexes polyubiquitinés
(Figure : vetopsy.fr d'après Ikeda)

Cette polymérisation produit des chaînes linéaires.
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).

Bibliographie

Marieb E. N. - Anatomie et physiologie humaines - De Boeck Université, Saint-Laurent, 1054 p., 1993
Maillet M. - Biologie cellulaire - Abrégés de Masson, 512 p, 2002
Lodish et coll - Biologie moléculaire de la cellule - De Boeck Supérieur, Saint-Laurent, 1207 p., 2014