As células eucarióticas podem degradar proteínas através de várias vias. Uma das mais importantes entre elas é a via ubiquitina-proteassoma. Ela ajuda a célula a eliminar as proteínas citoplasmáticas mal dobradas, danificadas, ou não desejadas de uma forma altamente específica.
Nesta via, as proteínas alvo são primeiro marcadas com pequenas proteínas chamadas ubiquitina. Uma série de enzimas realizam a ubiquitinação das proteínas alvo – E1 (enzima de ativação da ubiquitina), E2 (enzima de conjugação da ubiquitina), e E3 (ubiquitina ligase). A sinergia de todas estas três enzimas ajuda a ligar moléculas de ubiquitina às proteínas alvo covalentemente.
O proteassoma, uma grande protease com múltiplas subunidades, pode assim diferenciar entre uma proteína saudável e uma proteína alvo, reconhecendo a cadeia de ubiquitina na proteína alvo. Assim que o proteassoma reconhece a cadeia de ubiquitina, ele desdobra a proteína alvo e, por fim, degrada-a. Os peptídeos que restam da proteína substrato são então libertados no citosol para processamento posterior.
A destruição direcionada de proteínas é fundamental para o bem-estar da célula, e quaisquer alterações na via ubiquitina-proteassoma podem levar a doenças. Por exemplo, se proteínas mal dobradas não forem degradadas, elas formam agregados de proteínas no citoplasma. Tais agregados de proteínas podem conduzir a distúrbios neurodegenerativos proeminentes tais como Parkinson, Huntington, e Alzheimer.
Pelo contrário, o controlo de qualidade excessivo pela via ubiquitina-proteassoma também pode provocar doenças. Por exemplo, a destruição de canais iónicos de cloreto mal dobrados, mas parcialmente funcionais, leva a fibrose cística, um distúrbio com risco de vida em humanos.
