UBA2 - UBA2

UBA2
Protein UBA2 PDB 1Y8Q.png
Dostupné struktury
PDBHledání ortologu: PDBe RCSB
Identifikátory
AliasyUBA2, ARX, SAE2, HRIHFB2115, enzym aktivující modifikátor podobný ubikvitinu 2
Externí IDOMIM: 613295 MGI: 1858313 HomoloGene: 4018 Genové karty: UBA2
Umístění genu (člověk)
Chromozom 19 (lidský)
Chr.Chromozom 19 (lidský)[1]
Chromozom 19 (lidský)
Genomic location for UBA2
Genomic location for UBA2
Kapela19q13.11Start34,428,352 bp[1]
Konec34,471,251 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

10054

50995

Ensembl

ENSG00000126261

ENSMUSG00000052997

UniProt

Q9UBT2

Q9Z1F9

RefSeq (mRNA)

NM_005499

NM_016682

RefSeq (protein)

NP_005490

NP_057891

Místo (UCSC)Chr 19: 34,43 - 34,47 MbChr 7: 34,14 - 34,17 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Ubiquitin podobný 1-aktivující enzym E1B (UBLE1B) také známý jako SUMO-aktivující podjednotka enzymu 2 (SAE2) je enzym že u lidí je kódován UBA2 gen.[5]

Posttranslační modifikace proteinů přidáním malého proteinu SUMO (vidět SUMO1 ), nebo sumoylace, reguluje proteinovou strukturu a intracelulární lokalizaci. SAE1 a UBA2 tvoří a heterodimer který funguje jako SUMO-aktivující enzym pro sumoylaci proteinů.[5][6]

Struktura

SAE v konjugaci s Mg a ATP

DNA

UBA2 cDNA fragment o délce 2683 bp a kóduje peptid o 640 aminokyselinách.[6] Predikovaná proteinová sekvence je analogičtější s kvasinkovým UBA2 (35% identita) než lidský UBA3 nebo E1 (v ubikvitin cesta). Gen UBA je umístěn na 19. chromozomu.[7]

Protein

Uba2 podjednotka je 640 aa zbytků dlouhý s molekulovou hmotností 72 kDa.[8] Skládá se ze tří domén: an adenylace doména (obsahující aktivní místo adenylace), účastnila se katalytická doména Cys (obsahující katalytický zbytek Cys173) thioester tvorba vazby), a a ubikvitinová doména.SUMO-1 se váže na Uba2 mezi katalytickou doménou Cys a doménou UbL.[9]

Mechanismus

UBA2 v konjugaci se SUMO-1.

Enzym aktivující SUMO (E1, heterodimer SAE1 a UBA2) katalyzuje reakci aktivace SUMO-1 a převést jej do Ubc9 (jediný známý E2 pro SUMOylace ). Reakce probíhá ve třech krocích: adenylace, tvorba thioesterové vazby a přenos SUMO na E2. Nejprve karboxylová skupina SUMO C-koncového glycinového zbytku napadá ATP, tvoří SUMO-AMP a pyrofosfát. Dále thiolová skupina katalytického cysteinu v aktivním místě UBA2 napadá SUMO-AMP, vytváří vysokoenergetickou thioesterovou vazbu mezi UBA2 a C-koncovým glycinem SUMO a uvolňuje AMP. Nakonec se SUMO přenese na cystein E2 a vytvoří další thioesterovou vazbu.[9][10][11]

Funkce

Ubikvitinová značka má dobře známou roli při směrování proteinu k degradaci proteazomem.[12] Role molekul SUMO je komplikovanější a mnohem méně dobře pochopená. Mezi důsledky SUMOylace patří změna afinity substrátu k jiným proteinům nebo k DNA, změna lokalizace substrátu a blokování vazby ubikvitinu (což zabraňuje degradaci substrátu). U některých proteinů se nezdá, že by SUMOylace fungovala.[10][13]

NF-kB

Transkripční faktor NF-kB v nestimulovaných buňkách je inaktivován IkBa inhibitorový protein vazba. Aktivace NF-kB je dosažena ubikvitinací a následnou degradací IkBa. SUMOylace IkBa má silný inhibiční účinek na transkripci závislou na NF-kB. Může to být mechanismus pro buňku k regulaci počtu NF-kB dostupných pro aktivaci transkripce.[14]

p53

Transkripční faktor p53 je supresor nádoru působí aktivací genů zapojených do buněčný cyklus regulace a apoptóza. Jeho úroveň reguluje mdm2 -závislá ubikvitinace. SUMOylace p53 (na odlišném lysinovém zbytku z modifikačních míst ubikvitinu) brání proteazom degradace a působí jako další regulátor reakce p53.[15]

Vyjádření a regulace

Studie kvasinek pučící a štěpení odhalili, že SUMOylace může být důležitá v regulaci buněčného cyklu.[16] Během buněčného cyklu nedochází k podstatné změně koncentrace UBA2, zatímco hladina SAE1 vykazuje dramatickou fluktuaci, což naznačuje, že regulace buňky může regulovat SUMOylaci spíše než UBA2. Avšak v časových bodech, kdy jsou hladiny SAE1 nízké, je kromě heterodimeru SAE1-UBA2 nalezen malý důkaz proteinových komplexů obsahujících UBA2. Jedním z možných vysvětlení by bylo, že tyto komplexy existují pouze po krátkou dobu, což není v buněčných extraktech zřejmé. Exprese UBA2 se nachází ve většině orgánů včetně mozku, plic a srdce, což naznačuje pravděpodobnou existenci SUMOylační dráhy v těchto orgánech. Zvýšená hladina UBA2 (stejně jako všech ostatních enzymových složek dráhy) se nachází ve varlatech, což naznačuje možnou roli UBA2 v redukční dělení buněk nebo spermatogeneze. Uvnitř jádra je UBA2 distribuován po celém těle jádra ale nenalezen v nukleoly, což naznačuje, že SUMOylace může nastat primárně v jádrech. Cytoplazmatická existence SAE 1 a UBA2 je také možná a je zodpovědná za konjugaci cytoplazmatických substrátů.[17]

Modelové organismy

Myš

Modelové organismy byly použity při studiu funkce UBA2. Podmíněný knockout myš linka, tzv Uba2tm1a (KOMP) Wtsi[24][25] byl vygenerován jako součást International Knockout Mouse Consortium program - vysoce výkonný projekt mutageneze pro generování a distribuci zvířecích modelů nemocí zainteresovaným vědcům - na Wellcome Trust Sanger Institute.[26][27][28]

Samci a samice prošli standardizací fenotypová obrazovka k určení účinků vypuštění.[22][29] Bylo provedeno dvacet pět testů mutant byly pozorovány čtyři myši a čtyři významné abnormality.[22] Ne homozygotní mutant embrya byla identifikována během těhotenství, a proto žádná nepřežila až do odstavení. Zbývající testy byly provedeny dne heterozygotní mutantní dospělé myši. Bylo zjištěno, že ženy mají sníženou délku těla o DEXA, zatímco zvířata obou pohlaví měla snížený počet bederní a křížové obratle v rentgenovém záření.[22]

Drosophila

The oblast kódování drosophila UBA2 homolog Gen dUBA2 je dlouhý 2,3 kb a obsahuje 2 introny (53 a 52 bp). Předpovídaný protein má 766 aminokyselinových zbytků a váží 84 kDa. Protein má celkovou identitu 47% s hUBA2 a 31% s kvasinkovým UBA2. Existuje také několik oblastí úplné identity mezi třemi homologními proteiny. C-koncová oblast kódující sekvence také obsahuje domnělý údaj sekvence nukleární lokalizace.[30]

Interakce

Bylo prokázáno, že SAE2 komunikovat s

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000126261 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000052997 - Ensembl, Květen 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  5. ^ A b „Entrez Gene: enzym aktivující modifikátor podobný ubikvitinu 2“. Citováno 2011-08-30.
  6. ^ A b Okuma T, Honda R, Ichikawa G, Tsumagari N, Yasuda H (leden 1999). „Modifikace SUMO-1 in vitro vyžaduje dva enzymatické kroky, E1 a E2.“ Biochem. Biophys. Res. Commun. 254 (3): 693–8. doi:10.1006 / bbrc.1998.9995. PMID  9920803.
  7. ^ A b C Gong L, Li B, Millas S, Yeh ET (duben 1999). "Molekulární klonování a charakterizace lidských AOS1 a UBA2, složek komplexu enzymu aktivujícího sentrin". FEBS Lett. 448 (1): 185–9. doi:10.1016 / S0014-5793 (99) 00367-1. PMID  10217437. S2CID  7756078.
  8. ^ A b Desterro JM, Rodriguez MS, Kemp GD, Hay RT (duben 1999). „Identifikace enzymu požadovaného pro aktivaci malého proteinu podobného ubikvitinu SUMO-1“. J. Biol. Chem. 274 (15): 10618–24. doi:10.1074 / jbc.274.15.10618. PMID  10187858.
  9. ^ A b Lois LM, Lima CD (únor 2005). „Struktury SUMO E1 poskytují mechanické pohledy na aktivaci SUMO a nábor E2 do E1“. EMBO J.. 24 (3): 439–51. doi:10.1038 / sj.emboj.7600552. PMC  548657. PMID  15660128.
  10. ^ A b Johnson ES (2004). Msgstr "Modifikace proteinů pomocí SUMO". Annu. Biochem. 73: 355–82. doi:10.1146 / annurev.biochem.73.011303.074118. PMID  15189146.
  11. ^ Walden H, Podgorski MS, Schulman BA (březen 2003). „Pohledy na kaskádu přenosu ubikvitinu ze struktury aktivačního enzymu pro NEDD8“. Příroda. 422 (6929): 330–4. Bibcode:2003 Natur.422..330 W.. doi:10.1038 / nature01456. PMID  12646924. S2CID  4370095.
  12. ^ Müller S, Hoege C, Pyrowolakis G, Jentsch S (březen 2001). „SUMO, záhadný bratranec ubikvitinu“. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2 (3): 202–10. doi:10.1038/35056591. PMID  11265250. S2CID  5137043.
  13. ^ Hochstrasser M (říjen 2001). „SP-RING pro SUMO: nové funkce kvetou pro protein podobný ubikvitinu“. Buňka. 107 (1): 5–8. doi:10.1016 / S0092-8674 (01) 00519-0. PMID  11595179. S2CID  8021565.
  14. ^ Desterro JM, Rodriguez MS, Hay RT (srpen 1998). "Modifikace SUMO-1 IkappaBalpha inhibuje aktivaci NF-kappaB". Mol. Buňka. 2 (2): 233–9. doi:10.1016 / S1097-2765 (00) 80133-1. PMID  9734360.
  15. ^ Rodriguez MS, Desterro JM, Lain S, Midgley CA, Lane DP, Hay RT (listopad 1999). „Modifikace SUMO-1 aktivuje transkripční odpověď p53“. EMBO J.. 18 (22): 6455–61. doi:10.1093 / emboj / 18.22.6455. PMC  1171708. PMID  10562557.
  16. ^ Saitoh H, Sparrow DB, Shiomi T, Pu RT, Nishimoto T, Mohun TJ, Dasso M (leden 1998). „Ubc9p a konjugace SUMO-1 na RanGAP1 a RanBP2“. Curr. Biol. 8 (2): 121–4. doi:10.1016 / S0960-9822 (98) 70044-2. PMID  9427648.
  17. ^ Azuma Y, Tan SH, Cavenagh MM, Ainsztein AM, Saitoh H, Dasso M (srpen 2001). "Exprese a regulace savčího enzymu SUMO-1 E1". FASEB J.. 15 (10): 1825–7. doi:10.1096 / fj.00-0818fje. PMID  11481243. S2CID  40471133.
  18. ^ „Data DEXA pro Uba2“. Wellcome Trust Sanger Institute.
  19. ^ "Radiografická data pro Uba2". Wellcome Trust Sanger Institute.
  20. ^ "Salmonella data infekce pro Uba2 ". Wellcome Trust Sanger Institute.
  21. ^ "Citrobacter data infekce pro Uba2 ". Wellcome Trust Sanger Institute.
  22. ^ A b C d Gerdin AK (2010). „Genetický program Sanger Mouse: Vysoce výkonná charakterizace knockoutovaných myší“. Acta Ophthalmologica. 88: 925–7. doi:10.1111 / j.1755-3768.2010.4142.x. S2CID  85911512.
  23. ^ Portál myších zdrojů Wellcome Trust Sanger Institute.
  24. ^ „International Knockout Mouse Consortium“.
  25. ^ "Myší genomová informatika".
  26. ^ Skarnes WC, Rosen B, West AP, Koutsourakis M, Bushell W, Iyer V, Mujica AO, Thomas M, Harrow J, Cox T, Jackson D, Severin J, Biggs P, Fu J, Nefedov M, de Jong PJ, Stewart AF, Bradley A (2011). „Podmíněný knockoutový zdroj pro celogenomové studium funkce myšího genu“. Příroda. 474 (7351): 337–42. doi:10.1038 / příroda10163. PMC  3572410. PMID  21677750.
  27. ^ Dolgin E (2011). „Knihovna myší je vyřazena“. Příroda. 474 (7351): 262–3. doi:10.1038 / 474262a. PMID  21677718.
  28. ^ Collins FS, Rossant J, Wurst W (2007). "Myš ze všech důvodů". Buňka. 128 (1): 9–13. doi:10.1016 / j.cell.2006.12.018. PMID  17218247. S2CID  18872015.
  29. ^ van der Weyden L, White JK, Adams DJ, Logan DW (2011). „Sada nástrojů pro genetiku myší: odhalení funkce a mechanismu“. Genome Biol. 12 (6): 224. doi:10.1186 / gb-2011-12-6-224. PMC  3218837. PMID  21722353.
  30. ^ Donaghue C, Bates H, Cotterill S (březen 2001). "Identifikace a charakterizace Drosophila homologu kvasinkového genu Uba2". Biochim. Biophys. Acta. 1518 (1–2): 210–4. doi:10.1016 / S0167-4781 (01) 00185-3. PMID  11267682.
  31. ^ Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (říjen 2005). „Směrem k mapě interakční sítě lidský protein-protein v měřítku proteomu“. Příroda. 437 (7062): 1173–8. Bibcode:2005 Natur.437.1173R. doi:10.1038 / nature04209. PMID  16189514. S2CID  4427026.
  32. ^ A b Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S, McBroom-Cerajewski L, Robinson MD, O'Connor L, Li M, Taylor R, Dharsee M, Ho Y, Heilbut A, Moore L, Zhang S, Ornatsky O, Bukhman YV, Ethier M, Sheng Y, Vasilescu J, Abu-Farha M, Lambert JP, Duewel HS, Stewart II, Kuehl B, Hogue K, Colwill K, Gladwish K, Muskat B, Kinach R, Adams SL, Moran MF, Morin GB, Topaloglou T, Figeys D (2007). „Mapování interakcí lidských proteinů a proteinů ve velkém měřítku hmotnostní spektrometrií“. Mol. Syst. Biol. 3 (1): 89. doi:10.1038 / msb4100134. PMC  1847948. PMID  17353931.
  33. ^ Tatham MH, Kim S, Yu B, Jaffray E, Song J, Zheng J, Rodriguez MS, Hay RT, Chen Y (srpen 2003). "Role N-terminálního místa Ubc9 ve vazbě a konjugaci SUMO-1, -2 a -3". Biochemie. 42 (33): 9959–69. doi:10.1021 / bi0345283. PMID  12924945.
  34. ^ Knipscheer P, Flotho A, Klug H, Olsen JV, van Dijk WJ, Fish A, Johnson ES, Mann M, Sixma TK, Pichler A (srpen 2008). „Sumoylace Ubc9 reguluje diskriminaci cíle SUMO“. Mol. Buňka. 31 (3): 371–82. doi:10.1016 / j.molcel.2008.05.022. PMID  18691969.

Další čtení

externí odkazy