Il est essentiel de réguler l’activité des protéines enzymatiques et non enzymatiques à l’intérieur de la cellule. Cela peut être réalisé soit en créant un équilibre entre leur taux de synthèse et de dégradation, soit en régulant l’activité intrinsèque de la protéine. Les deux ces mécanismes de régulation jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement normal des cellules.
La dégradation des protéines joue deux rôles importants dans les cellules. Il aide à protéger les cellules contre les protéines mal repliées ou endommagées avant qu’elles ne conduisent à un état pathologique. Il aide également à contrôler les niveaux de protéines par ailleurs saines, qui n’ont qu’une fonction de courte durée à l’intérieur de la cellule dans certaines conditions.
L’une des principales voies de dégradation des protéines actives dans les cellules eucaryotes est la voie ubiquitine-protéasome. Cependant, même cette voie est étroitement régulée pour ne permettre la dégradation de protéines cibles spécifiques que dans certaines conditions. Deux des mécanismes de régulation les plus courants sont le contrôle strict de l’activité de l’ubiquitine ligase E3 et le démasquage des signaux de dégradation dans les protéines cibles.
Les humains possèdent environ 600 gènes d’ubiquitine ligase E3 ou plus, chacun pouvant médier ses propres protéines cibles' ubiquitination. Cependant, l’activité de la ligase E3 est régulée via différents mécanismes d’action tels que la phosphorylation ou la liaison de ligand. De même, le démasquage des signaux de dégradation dans les protéines intracellulaires est contrôlé par plusieurs mécanismes différents tels que la phosphorylation, le clivage des liaisons peptidiques ou la dissociation des sous-unités protéiques. Ce n’est que lorsque les ligases E3 reconnaissent ces signaux de dégradation normalement cachés que la protéine cible peut être ubiquitinée et dégradée par le protéasome.
