ubiquitina-proteassomo

**Mecanismo** 1. **Ubiquitina**: proteína de 76 aminoácidos, altamente conservada. 2. **E1 (enzima ativadora de ubiquitina)**: usa ATP para ativar a ubiquitina e forma com ela uma ligação tioéster de alta energia. 3. **E2 (enzima conjugadora de ubiquitina)**: recebe a ubiquitina da E1. 4. **E3 (ubiquitina ligase)**: reconhece o substrato específico e transfere a ubiquitina da E2 para uma lisina do alvo. As E3 conferem especificidade ao substrato, e existem centenas delas. 5. **Poliubiquitinação**: uma cadeia de ≥4 ubiquitinas ligadas pela **lisina 48 (K48)** marca a proteína para degradação pelo proteassomo. A monoubiquitinação ou as cadeias ligadas por K63, por outro lado, atuam na sinalização, na endocitose e no reparo do DNA. 6. **Proteassomo 26S**: complexo em forma de barril, formado por uma partícula catalítica central 20S e por tampas regulatórias 19S. - A tampa 19S reconhece a marca de ubiquitina, remove a ubiquitina (desubiquitinases), desdobra o substrato (atividade ATPásica) e o introduz no núcleo central. - O núcleo 20S tem atividade de protease (tipo quimotripsina, tipo tripsina e tipo caspase) e cliva a proteína em pequenos peptídeos, tipicamente de 7–9 aminoácidos. - A ubiquitina é reciclada.

**Papéis fisiológicos** - **Controle do ciclo celular**: a degradação das ciclinas (por meio dos complexos APC/C e SCF) e dos inibidores de CDK (p27) impulsiona a progressão do ciclo celular. - **Regulação de supressores tumorais**: MDM2 é uma E3 ligase que ubiquitina a **p53** e mantém seus níveis baixos. O dano ao DNA inibe a MDM2 e estabiliza a p53. - **Ativação do NF-κB**: o IκB é fosforilado, ubiquitinado e degradado, o que libera o NF-κB para entrar no núcleo. - **Apresentação de antígenos pelo MHC de classe I**: proteínas citosólicas são degradadas pelo proteassomo (o **imunoproteassomo**, induzido por IFN-γ). Os peptídeos são transportados pelo **TAP** para o RE e carregados no MHC I. - **Degradação associada ao RE (ERAD)**: proteínas mal dobradas do RE são retrotranslocadas para o citosol e degradadas. Exemplo: a **CFTR ΔF508** mal dobrada na fibrose cística é destruída por essa via. - **Regulação do HIF-1α**: em normóxia, a hidroxilação de prolina permite que a **VHL** (uma E3 ligase) ubiquitine o HIF-1α para degradação. A perda da VHL na **doença de von Hippel-Lindau** estabiliza o HIF-1α e causa produção excessiva de VEGF e EPO (hemangioblastomas, carcinoma de células renais de células claras, feocromocitoma).

**Correlações clínicas** - **Doença de Parkinson**: a *parkin* (PARK2) é uma E3 ligase. Mutações causam doença de Parkinson de início precoce autossômica recessiva. Os corpos de Lewy contêm α-sinucleína ubiquitinada. - **Neurodegeneração em geral**: inclusões positivas para ubiquitina são observadas na doença de Alzheimer (emaranhados neurofibrilares), na doença de Pick, na ELA e na doença de Huntington. - **Síndrome de Angelman**: perda do gene materno **UBE3A** (uma E3 ligase). As características incluem comportamento alegre, ataxia, convulsões e deficiência intelectual. - **HPV**: a proteína E6 recruta a E3 ligase E6-AP para degradar a **p53**, e a E7 inativa a Rb. Juntas, promovem o câncer de colo do útero. - **Fibrose cística**: a CFTR ΔF508 é degradada prematuramente pelo proteassomo. - **Caquexia/perda de massa muscular**: o aumento da atividade do UPS (atrogina-1, MuRF1) causa atrofia muscular.

**Farmacologia** - **Bortezomibe, carfilzomibe, ixazomibe**: inibidores do proteassomo usados no **mieloma múltiplo** e no linfoma de células do manto. - Mecanismo: bloqueiam a atividade proteolítica 20S. O acúmulo de IκB e de proteínas pró-apoptóticas inibe o NF-κB e induz apoptose. As células do mieloma são especialmente sensíveis porque produzem grandes quantidades de imunoglobulina e dependem do proteassomo para eliminar proteínas mal dobradas. - Efeitos adversos: **neuropatia periférica** (bortezomibe), reativação de herpes-zóster (administrar profilaxia com aciclovir), trombocitopenia e cardiotoxicidade (carfilzomibe). - **Talidomida/lenalidomida/pomalidomida** (IMiDs): ligam-se ao **cereblon**, componente de uma E3 ligase, e a redirecionam para degradar os fatores de transcrição Ikaros e Aiolos. São teratogênicas (focomelia). - **PROTACs**: fármacos emergentes que recrutam uma E3 ligase para uma proteína-alvo, a fim de induzir sua degradação.

**Contraste de alto rendimento** - O UPS degrada **proteínas citosólicas/nucleares individuais e marcadas**. - As **vias lisossômica/de autofagia** degradam citoplasma em massa, organelas e proteínas extracelulares ou endocitadas. A ubiquitina também é usada nelas (p. ex., adaptadores p62 na autofagia seletiva). - O Prêmio Nobel de Química de 2004 foi concedido a Ciechanover, Hershko e Rose pela descoberta da degradação de proteínas mediada por ubiquitina.