プロテアソーム（）は、タンパク質の分解、すなわちペプチド結合を切断する化学反応を担う、生存に必要不可欠なタンパク質複合体である。プロテアソームは全ての真核生物と古細菌、そして一部の細菌の細胞内に存在する。真核生物では、プロテアソームは核と細胞質の双方に位置している。プロテアソームによる分解経路は、細胞周期、遺伝子発現の調節、酸化ストレスへの応答など、多くの細胞過程において必要不可欠な役割を果たしている。ユビキチン化を介したプロテアソームによるタンパク質分解の発見に寄与したアーロン・チカノーバー、アブラム・ハーシュコ、アーウィン・ローズへ2004年のノーベル化学賞が授与されたことからもわかるように、この分解経路の重要性は広く認識されている。
プロテアソームによるタンパク質分解の触媒を担う部分は、20Sコア粒子と呼ばれる。20Sコア粒子は中空の円柱型のタンパク質複合体であり、中心部にポア（孔）を有する4層のリング構造によって形成されている。各リングは7個のタンパク質サブユニットから構成されている。4層のうち内側に位置する2段のリングはそれぞれ7個のβサブユニットから構成されており、複合体の中空部に向かって3個から7個のプロテアーゼ（タンパク質分解）活性部位が形成されている。こうした複合体内部に位置するプロテアーゼ活性部位へアクセスするためには20Sコア粒子両端部のゲートを通過する必要があり、ゲートの通過は19S調節粒子などいくつかの巨大なタンパク質複合体によって調節されている。20Sコア粒子の末端に19S調節粒子が結合した構造は26Sプロテアソームと呼ばれる。真核生物では、ユビキチンによって標識されたタンパク質が26Sプロテアソームへ送られる。プロテアソームによるタンパク質分解は、細胞が特定のタンパク質の濃度を調節したり、誤ったフォールディングを行ったタンパク質を分解するための主要な機構の一部となっている。
26Sプロテアソームによる分解へ向けられるタンパク質には、ユビキチンと呼ばれる低分子量タンパク質が付加されていること、明確な構造をとらない25アミノ酸程度の領域が存在すること、という主に2つの要件が必要である。こうした構造をとらない領域が存在しないタンパク質の場合には、酵母ではcdc48、ヒトではと呼ばれるモータータンパク質と/と呼ばれるコファクターによってユビキチンの構造がほどかれることで、構造をとらない領域が作り出される。ユビキチンによる標的タンパク質の標識は、ユビキチン活性化酵素（E1）、ユビキチン結合酵素（E2）、ユビキチンリガーゼ（E3）からなる酵素カスケードによって触媒される。タンパク質に1個のユビキチン分子が付加されると、それが他のリガーゼへのシグナルとなり、そこへさらにユビキチン分子が付加されてゆく。その結果、プロテアソームへの結合が可能なポリユビキチン鎖が形成され、プロテアソームによるATP依存的分解が可能な状態となる。プロテアソームによる分解過程では7個から8個のアミノ酸からなるペプチドが生み出され、その後これらのペプチドはより短いアミノ酸へ分解されて新たなタンパク質の合成に再利用される。
発見 ユビキチン-プロテアソームシステムが発見されるまで、細胞内のタンパク質の分解は主にリソソームに依存していると考えられていた。リソソームは膜で囲まれた細胞小器官の1つであり、内部は酸性でプロテアーゼによって満たされている。リソソームは外来タンパク質や老化・損傷した細胞小器官を個々の構成要素へ分解し、リサイクルを行う。しかし1977年、Joseph Etlingerとによる、リソソームを持たない網赤血球におけるATP依存的タンパク質分解に関する研究によって、リソソーム経路とは異なる細胞内タンパク質分解機構の存在が示唆された。そして1978年、当時知られていなかった、いくつかの異なるタンパク質によってこのシステムが構成されていることが示された。同時期にヒストンの修飾に関する研究から、ヒストンのリジン側鎖に対して、当時機能未知のタンパク質であったユビキチンがC末端のグリシン残基を介して共有結合的に修飾されていることが同定された。その後、タンパク質分解と関連したタンパク質として同定され、 ATP-dependent proteolysis factor 1（APF-1）と呼ばれていたタンパク質がユビキチンと同一のものであることが発見された。このシステムにおいてタンパク質分解活性を担っている因子はSherwin WilkとMarion Orlowskiによって多タンパク質複合体として単離され、 multi-catalytic proteinase complexと呼ばれていたが、その後、ユビキチン依存的タンパク質分解を担うATP依存性タンパク質分解複合体として発見され、26Sプロテアソームと呼ばれるようになった。
ユビキチン-プロテアソームシステムの発見に至る初期の業績の多くは1970年代後半から1980年代前半にかけてテクニオンのアブラム・ハーシュコの研究室でなされたもので、アーロン・チカノーバーはそこで大学院生として研究を行っていた。ハーシュコは、Fox Chase Cancer Centerのアーウィン・ローズの研究室で1年間のサバティカル休暇を行っており、そこで中心となる概念的洞察が得られた。このシステムの発見に関する業績によって、三者は2004年にノーベル化学賞を共同受賞した。
1980年代半ばにはプロテアソームが積み重なったリング状の構造であることが電子顕微鏡データから明らかとなり、1994年にX線結晶構造解析によってコア粒子の結晶構造が解かれた。2010年代には、ヴォルフガング・バウマイスターのグループによるクライオ電子顕微鏡（cryo-EM）解析によって26Sプロテアソームの全体構造が明らかとなり、生化学実験によってユビキチン依存的分解の一般的機構が明らかとなった。2018年、ポリユビキチン化されたタンパク質基質と複合体を形成した酵母26Sプロテアソームの最初の構造、続いてヒト26Sプロテアソームでも最初の原子分解能構造がcryo-EMによって得られ、26Sプロテアソームによって基質が認識され、脱ユビキチン化され、構造がほどかれ（アンフォールディング）、分解される機構が確証された。現在では、基質がプロテアソームに結合し、基質の構造をとらない領域がAAAモーターに取り込まれるとともにプロテアソームに大きなコンフォメーション変化が生じ、プロテアソーム内部への移行（トランスロケーション）に依存した形でRpn11によって脱ユビキチン化が行われ、そして20Sコア粒子によってアンフォールドされて分解される、という一般的機構が詳細な生化学的解析により明らかにされている。
またクライオ電子トモグラフィー（cryo-ET）解析では、細胞内のプロテアソームに関するユニークな洞察が得られている。神経細胞の観察では、プロテアソームはcryo-EMによって決定されたものと同じ基底状態やプロセシング状態で存在していることが明らかにされている。興味深いことに大部分のプロテアソームは基底状態で存在しており、細胞がタンパク質毒性ストレスを受けた際に作動するよう備えていることが示唆されている。他の研究では、グリシン-アラニンの繰り返しからなるタンパク質凝集体が過剰発現した際に、プロテアソームがこうした凝集体上で停止した状態となっている構造が観察されている。クラミドモナスのcryo-ETでは、核内の26Sプロテアソームは核膜孔複合体周辺に密集して存在しており、核膜と特異的結合を行っていることが明らかにされている。
構造と構成
プロテアソームの各部分は、沈降係数の単位スヴェドベリ（S）を用いて表されることが多い。哺乳類の細胞質基質の26Sプロテアソームは約2 MDaであり、1つの20Sコア粒子と1つの19S調節粒子（キャップ）から構成される。20Sコア粒子の両側に19S調節粒子が結合した30Sプロテアソームも存在するが、慣例的にどちらも26Sプロテアソームと呼ばれる。20Sコア粒子は中空で、内部の空洞でタンパク質の分解が行われる。コア粒子の両端の開口部は標的タンパク質の進入を可能にするゲートとなっている。コア粒子の両端に結合する19S調節粒子には複数のATPアーゼ活性部位とユビキチン結合部位が存在し、ポリユビキチン化タンパク質を認識して触媒コアへ移行させる構造となっている。
20Sコア粒子に結合するキャップは19S調節粒子以外にも存在し、11S粒子（PA26）やBlm10（PA200）がコア粒子の片側もしくは両側に結合することが知られている。11S粒子は本質的には19S粒子と同じように結合し、ウイルス感染後に産生されるものなど外因性ペプチドの分解に関与している可能性がある。古細菌や細菌にもプロテアソームは存在し、コア粒子に結合するキャップが存在している。こうした複合体の構造や機能について次に議論する。
20Sコア粒子 20Sコア粒子に含まれるサブユニットの数やその多様性は生物種によって異なる。サブユニットの種類は単細胞生物よりも多細胞生物で、原核生物よりも真核生物で多く、それぞれ異なる専門的役割を果たしている。20Sコア粒子はどの生物種でも全て4層に積み重なった七量体リング構造であり、構造的役割を果たしているαサブユニット、主に触媒的役割を果たしているβサブユニットの2種類のサブユニットから構成されている。αサブユニットとβサブユニットは配列の面でも構造的にも類似しているが、異なるN末端領域に両者の機能的差異が存在する。積み重なった4層のリングのうち、外側の2つのリングはそれぞれ7個ずつのαサブユニットから構成されており、調節粒子とのドッキング部位として機能している。αサブユニットのN末端領域は、調節を受けない形で基質が内部の空洞へアクセスするのを防ぐゲートを形成している。内側の2層のリングはそれぞれ7個ずつのβサブユニットから構成され、そのN末端領域にはタンパク質分解反応を行うプロテアーゼ活性部位が存在する。精製された複合体には、キモトリプシン様、トリプシン様、ペプチジルグルタミルペプチドヒドロラーゼ（PHGH）活性の3種類の異なる触媒活性が同定されている。プロテアソームのサイズは比較的保存されており、およそ150 Å×115 Åである。内部の空洞の幅は最大で53 Åであるが、その入り口部分では13 Åまで狭くなっており、基質タンパク質が入るためには少なくとも部分的には構造がアンフォールドされている必要がある。
などの古細菌ではα、βサブユニットはそれぞれすべて同一であるのに対し、酵母など真核生物のプロテアソームにはそれぞれ7種類の異なるサブユニットが含まれている。哺乳類の場合、、、サブユニットが触媒活性を持ち、これらは共通した機構を有するものの、基質特異性はキモトリプシン様、トリプシン様、PHGHとそれぞれ異なる。造血系細胞ではサイトカインなどの炎症性シグナル、特にIFN-γへの曝露に応答して、、、と呼ばれる代替的βサブユニットが発現する場合がある。こうした代替的サブユニットから組み立てられたプロテアソームは （イムノプロテアソーム）と呼ばれ、通常のプロテアソームと比較して基質特異性が変化している。また、ヒト細胞ではサブユニットを欠くプロテアソームも同定されている。こうしたプロテアソーム（α4-α4プロテアソームと呼ばれる）では、α3サブユニットに置き換わってサブユニットが1つ多く含まれている。α4-α4プロテアソームは酵母にも存在することが知られている。こうしたアイソフォームの正確な機能は大部分が未解明であるが、こうしたプロテアソームを発現している細胞はカドミウムなどの金属イオンによる毒性に対する抵抗性が高まっていることが示されている。
20Sコア粒子によって形成されるペプチドは、プログラム細胞死や免疫における重要な代謝産物として機能していることが示されている。を用いてBRD4を分解標的とし、その結果26Sプロテアソームから生み出されるペプチドはの遊離をもたらし、アポトーシスにつながる。このことは、26Sプロテアソームによって生み出されるペプチドが細胞過程を駆動する二次代謝産物として機能する場合があることを示唆している。
19S調節粒子 真核生物の19S調節粒子は19個のタンパク質から構成され、さらに基底部（base）と蓋部（lid）と呼ばれる領域に分けられる。基底部は9つのサブユニットからなり、20Sコア粒子のαリングに直接結合する。一方、蓋部は10個のサブユニットから構成される。基底部の9つのタンパク質のうち6つはに属するATPアーゼサブユニットであり、これらのATPアーゼの進化的ホモログは古細菌にも存在しPAN（proteasome-activating nucleotidase）と呼ばれている。19S調節粒子と20Sコア粒子が結合するためには19SのATPアーゼサブユニットがATPを結合していることが必要であり、またフォールディングした状態のユビキチン化タンパク質を分解するためにはATPの加水分解が必要である。ATP加水分解のエネルギーが必要となるのは基質のアンフォールディング段階であり、タンパク質の分解に必要な他の全ての段階（複合体の組み立て、ゲートの開口、トランスロケーション、分解反応）にはATPが結合していることだけで十分である。実際に、フォールディングしていないタンパク質の急速な分解はATPアーゼサブユニットへのATPの結合のみで行われる。一方で、アンフォールディングの際に必要となるATP加水分解のエネルギーが、どの段階と共役して利用されているのかは未だ明確ではない。
2012年、2つの独立した研究によって26Sプロテアソームの分子構造がcryo-EMを用いた単粒子解析によって明らかにされた。そして2016年には3つの独立した研究によって、基質を結合していない状態のヒト26Sプロテアソームの近原子分解能構造がcryo-EMによって決定された。19S調節粒子の心臓部は20Sコア粒子と隣接して位置しているAAA-ATPアーゼサブユニットであり、これらのサブユニットは/////の順に並んでヘテロ六量体リングを形成している。このリングはRpt1/Rpt2、Rpt6/Rpt3、Rpt4/Rpt5の3つの二量体が三量体化した構造であり、各二量体ではN末端領域がコイルドコイルを形成している。これらのコイルドコイルは六量体リング構造から突出しており、調節粒子を構成する大きな非ATPアーゼサブユニットであるとはそれぞれRpt1/2、Rpt6/3の先端に結合する。そしてユビキチン受容体がRpn2に結合して基底部が完成する。蓋部はAAA-ATPアーゼ六量体のおよそ半分の領域（Rpt6/Rpt3/Rpt4上）を覆っており、また、そして程度は小さいもののを介して20Sコア粒子とも直接的に接触している。、Rpn5、Rpn6、、、の各サブユニットは互いに構造的に関連しており、またやeIF3のサブユニットとも関連性がみられる（そのためこれらのサブユニットはPCI（proteasome, COP9, eIF3）サブユニットと呼ばれる）。これらのサブユニットは馬蹄形の構造へと組み立てられ、/ヘテロ二量体を囲む。脱ユビキチン化酵素であるRpn11はAAA-ATPアーゼ六量体の口部に位置しており、基質が20Sコア粒子へトランスロケーションする直前にユビキチンを除去するための最適な配置となっている。またこれまでにが2つ目のユビキチン受容体として同定されており、このサブユニットは蓋部の周縁部、Rpn8やRpn9の近傍に位置している。
19Sのコンフォメーション変化 これら初期の構造では、19S調節粒子がいくつかの状態（酵母ではs1、s2、s3、s4と呼ばれている）をとることが示されており、基質がどのようにリクルートされ、そしてプロテアソームによって分解されているかについてのモデルが提唱されている。優勢な低エネルギー状態のAAA-ATPアーゼの構造の特徴となるのは、階段（staircase）状もしくはロックワッシャー（lockwasher）状と呼ばれるAAAドメインの配置である。各状態間の移行は、ATPγSや基質、もしくは脱ユビキチン化酵素の添加によって操作できる可能性がある。s1状態はプロテアソームの静止状態であることが提唱されており、タンパク質基質がAAAモーターに取り込まれる。基質の結合に伴ってプロテアソームはプロセシング状態に移行し、AAAモーターの上部から20Sコア粒子内部のタンパク質分解チャンバーへ続くチャネルが中心部に形成され、基質が19S調節粒子からタンパク質分解部位へ直接通過することができる状態となる。その後のヒトプロテアソームでの研究によってより多くのサブ状態が存在することが示され、ATP依存的な基質のトランスロケーションのモデルが提唱されている。
2018年、基質を結合したプロセシング状態のプロテアソームの構造がcryo-EMによって初めて解かれ、またRpn11による脱ユビキチン化がトランスロケーション依存的に行われることを示した生化学実験の確証が行われ、トランスロケーションに重要な各段階が明らかにされた。その後、基質を結合した26Sプロテアソームの7状態の原子分解能構造が決定され、脱ユビキチン化、トランスロケーションの開始、連続的に進行する基質のアンフォールディングに関する詳細な構造情報が得られている。
19Sによる20Sの調節 19S調節粒子は、20Sコア粒子によるタンパク質分解の刺激を担う。19S調節粒子のATPアーゼの主な機能は、20Sコア粒子内部の分解チャンバーへの基質の進入を防ぐ役割を果たしているゲートを開くことである。20Sコア粒子のゲートを開き、基質の分解を行うためには、ATPアーゼのC末端領域のHbYXモチーフが必要である。ATPアーゼのC末端領域は20S上部のポケットに結合することでATPアーゼ複合体を20Sコア粒子へ係留し、19Sのアンフォールディング装置と20Sのタンパク質分解装置を連結する。これらC末端領域が20Sのポケットへの結合することで、錠前によってドアを開けるのとよく似た形でゲートの開口が刺激される。この機構はヒト26Sプロテアソームの近原子分解能構造によって構造的に明らかにされており、20Sのゲートを十分に開くためにはATPアーゼサブユニットRpt1/2/3/5/6の5つのC末端領域が20Sの表面のポケットへ挿入されることが必要であると示唆されている。
その他の調節粒子 11S調節粒子 20Sコア粒子は、11S調節粒子と呼ばれる他の種類の調節粒子とも結合する。11S調節粒子は七量体構造で、ATPアーゼサブユニットは存在しない。11S調節粒子は大きな基質のアンフォールディングを行うことができないため、完全なタンパク質ではなく短いペプチドの分解を促進すると考えられている。この構造は、PA28、REG、PA26といった名称でも知られている。11S調節粒子はサブユニットのC末端テールを介して20Sコア粒子に結合し、αリングのコンフォメーションを誘導することでゲートを開くという、19S調節粒子と類似した機構を有することが示唆されている。11S調節粒子の発現はIFN-γによって誘導され、免疫プロテアソームのβサブユニットと合わせて、MHCに結合するペプチドの産生を担っている。
BLM10/PA200 非ATPアーゼ型調節粒子としては他に、酵母ではBlm10、ヒトではPA200/と呼ばれるものがある。これは20Sゲートを構成している1つのαサブユニットのみを開き、その上にドーム状にフォールディングすることで非常に小さなポアを形成する。
古細菌のプロテアソーム プロテアソーム分解経路は古細菌にも存在し、20Sコア粒子、そして19S調節粒子に類似したPAN（proteasome-activating nucleotidase）と呼ばれる調節粒子が存在する。真核生物の19S粒子と同様にPANはAAA-ATPアーゼであり、N末端のコイルドコイル、リングを形成する、そして古細菌20S粒子と相互作用するHbYXモチーフを有するATPアーゼドメインから構成される。
細菌のプロテアソーム の細菌は、20Sコア粒子、そしてMpa（mycobacterial proteasome activator）と呼ばれるAAAモーターからなるプロテアソーム分解経路を獲得している。19Sの基底部とは異なりMpaはホモ六量体型モーターであり、ATPアーゼ部位、タンデムに並んだ2つのOBドメイン、OBリングのN末端から突出するコイルドコイルから構成される。C末端には、他の調節粒子と同じように20Sコア粒子と接触するHbYXモチーフが存在する。基質のMpaへの標的化にはさらにと呼ばれるタンパク質が必要であり、このタンパク質はユビキチンのように基質へ付加される標識分子として機能するが、Pupは構造的にはユビキチンとは無関係である。Pup化されたタンパク質はコイルドコイルを介してMpaへ標的化され、AAAモーターを介して20Sコア粒子内部での分解へ差し向けられる。
組み立て 活性を有するプロテアソームを形成するためには多くのサブユニットの結合が必要であるため、その組み立て過程は複雑である。βサブユニットはタンパク質分解活性部位を覆うN末端のプロペプチドとともに合成され、組み立て時の翻訳後修飾によって活性部位が露出する。20Sコア粒子は、プロペプチドが除去されていないβサブユニット7個からなるリングにαサブユニット7個からなるリングが結合したハーフプロテアソームが形成され、さらに2つのハーフプロテアソームが結合することで組み立てられる。2つにハーフプロテアソームのβリングどうしが結合することでスレオニン依存的な自己分解反応が開始され、プロペプチドは除去されて活性部位が露出する。こうしたβサブユニットどうしの相互作用は保存されたαヘリックス間での塩橋形成と疎水的相互作用によって主に媒介されており、変異導入によってこうした相互作用を破壊することでプロテアソームの組み立てに悪影響が生じる。ハーフプロテアソームの組み立てはαサブユニットが七量体リングへと組み立てられることで開始され、これがβリングの組み立ての鋳型となる。αリングの組み立てに関する特性解析はなされていない。
19S調節粒子は、基底部と蓋部の2つの構成要素として組み立てられる。基底部の組み立ては4つの組み立てシャペロン、Hsm3/、Nas2/、Rpn14/、Nas6/ガンキリン（それぞれ酵母/哺乳類での名称）によって促進される。これらの組み立てシャペロンはAAA-ATPアーゼサブユニットに結合することから、その主要な機能はヘテロ六量体型AAA-ATPアーゼリングの正しい組み立ての保証であるようである。現時点では、基底部複合体が単独で組み立てられるのか、20Sコア粒子が鋳型となって組み立てられているのか、それとも他の組み立て経路が存在するのかに関しては議論がある。これら4つの組み立てシャペロン以外にも脱ユビキチン化酵素Ubp6/Usp14も基底部の組み立てを促進するが、これは必要不可欠なものではない。蓋部複合体は特定の順序で単独で組み立てられ、組み立てシャペロンを必要としない。
タンパク質分解の過程
ユビキチン化と標的化 プロテアソームによる分解の標的となるタンパク質は、3つの酵素による協調的反応によってリジン残基に共有結合修飾がなされる。第一段階では、ユビキチン活性化酵素（E1）によってATPが加水分解され、ユビキチン分子がアデニリル化される。その後、ユビキチンはE1の活性部位のシステイン残基へ転移され、それと協調的に2つ目のユビキチン分子のアデニリル化がなされる。このアデニリル化されたユビキチン分子は、2番目の酵素ユビキチン結合酵素（E2）のシステイン残基へ転移される。最終段階では、ユビキチンリガーゼ（E3）と呼ばれる非常に多様なグループのメンバーがユビキチン化されるタンパク質を特異的に認識し、E2から標的タンパク質へのユビキチンの転移が触媒される。標的タンパク質がプロテアソームの蓋部によって認識されるためには、少なくとも4個のユビキチン分子によって（ポリユビキチン鎖の形で）標識されていることが必要である。このシステムにおいて基質特異性をもたらしているのはE3である。細胞内に発現しているE1、E2、E3の数は生物種や細胞種によって異なっているが、ヒトには多くの種類のE3酵素が存在していることから、膨大な数のタンパク質がユビキチン-プロテアソームシステムの標的となっていることが示唆される。
ユビキチンタンパク質自体は76アミノ酸から構成され、その名称は普遍的（ubiquitous）に存在していることに由来する。ユビキチンの配列は高度に保存されており、既知の真核生物の全てで存在が確認されている。真核生物においてユビキチンはタンデムリピートの形で遺伝子にコードされており、十分量のユビキチンの供給には非常に多くの転写が必要となるためにこのような形となっていると考えられている。また、ユビキチンは今日同定されている中で最も進化速度が遅いタンパク質であると考えられている。ユビキチンには他のユビキチンの付加が可能なリジン残基が7か所存在しており、細胞内ではさまざまな種類のポリユビキチン鎖が形成されている。プロテアソームによる分解の標的となるのは各ユビキチン分子が1つ前の分子のリジン48番残基を介して連結されているユビキチン鎖であり、他の形で連結されたユビキチン鎖は他の細胞過程に関与している可能性がある。
ユビキチン受容体 ポリユビキチン化タンパク質は、、、の3つのユビキチン受容体を介してプロテアソームへ標的化される。これらのタンパク質は19S調節粒子に位置し、標的基質の中で構造をとっていない領域をAAAモーターのN末端ドメインへ差し向ける。
Rpn10 はプロテアソームに最初に同定されたユビキチン受容体である。Rpn10は、酵母では1つ、高等真核生物では2つのユビキチン相互作用モチーフ（UIM）がVWA（von Willebrand factor type A）ドメインに付加された構造をしている。VWAドメインは19S調節粒子の基部と蓋部の間に結合し、UIMはAAAモーター上の空間へ向かって伸びていると考えられているが、UIMの構造自体はcryo-EMでは観察されていない。NMRによる研究ではRpn10のUIMは1個のユビキチン（モノユビキチン）にも結合し、K48を介して連結された2個のユビキチン（ジユビキチン）に対してはより高い親和性で結合する。高等生物では、Rpn10のC末端はユビキチンリガーゼ/E6APに結合することが示されている。
Rpn13 は酵母ツーハイブリッドスクリーニングによってユビキチン受容体として同定された。Rpn13はPRU（pleckstrin-like receptor for the Ub）ドメインを介してユビキチンを結合し、PRUドメインの変異によってユビキチンへの結合は遮断される。Rpn13はRpn2を介してプロテアソームに結合し、19Sの上部、AAAモーターのOBリング上に位置している。Rpn13は脱ユビキチン化酵素にも結合し、活性化を行う。
Rpn1 はT1、T2と呼ばれる2か所でユビキチンを結合することがNMRによって明らかにされている。Rpn1は脱ユビキチン化酵素Ubp6のドッキング部位にもなっている。
ユビキチン受容体と推定されるその他のタンパク質 酵母ではRpn1、Rpn10、Rpn13の変異は致死的ではなく、他のユビキチン結合部位が存在している可能性が示唆される。Rpt4/5のコイルドコイル領域がユビキチン結合部位となっていることがクロスリンキング質量分析（XL-MS）から提唱されている。
脱ユビキチン化酵素