Дегрон
Дегрон — это часть белка, которая играет важную роль в регуляции скорости деградации белка. Известные дегроны включают короткие аминокислотные последовательности, [2] структурные мотивы [1] и открытые аминокислоты (часто лизин [3] или аргинин [4] ) расположен в любом месте белка. Фактически, некоторые белки могут даже содержать несколько дегронов. [1] [5] Дегроны присутствуют во многих организмах, начиная с N-дегронов (см. Правило N-конца ), впервые охарактеризованных у дрожжей. [6] к PEST-последовательности орнитиндекарбоксилазы мыши. [7] Дегроны были идентифицированы у прокариот. [8] а также эукариоты . Несмотря на то, что существует множество типов различных дегронов и высокая степень изменчивости даже внутри этих групп, все дегроны схожи по своему участию в регулировании скорости деградации белка. [9] [10] [11] Подобно деградации белков (см. протеолиз ), механизмы классифицируются по их зависимости или отсутствию ее от убиквитина , небольшого белка, участвующего в протеасомной деградации белков. [12] [13] [14] Дегроны также можно назвать «убиквитинзависимыми». [9] или «убиквитиннезависимый». [10] [11]
Типы
[ редактировать ]Убиквитин-зависимые дегроны названы так потому, что они участвуют в процессе полиубиквитинирования для доставки белка в протеасому. [15] [16] В некоторых случаях сам дегрон служит местом полиубиквитинирования, как это наблюдается в белках TAZ и β-катенина . [17] Поскольку точный механизм, с помощью которого дегрон участвует в полиубиквитинировании белка, не всегда известен, дегроны классифицируются как убиквитин-зависимые, если их удаление из белка приводит к меньшему убиквитинированию или если их добавление к другому белку приводит к большему убиквитинированию. [18] [19]
Напротив, убиквитин-независимые дегроны не необходимы для полиубиквитинирования их белка. Например, не было показано, что дегрон на IκBα , белке, участвующем в регуляции иммунной системы, участвует в убиквитинировании, поскольку его добавление к зеленому флуоресцентному белку ( GFP ) не увеличивает убиквитинирование. [1] Однако дегрон может лишь намекать на механизм разрушения белка. [20] и поэтому идентификация и классификация дегрона — это только первый шаг в понимании процесса деградации его белка.
Идентификация
[ редактировать ]
Чтобы идентифицировать часть белка как дегрона, часто выполняются три этапа. [1] [19] [20] Во-первых, кандидат на дегрон сливается со стабильным белком, таким как GFP, и с течением времени сравнивается содержание белка между неизмененным белком и слитым белком (как показано зеленым). [21] Если кандидат на самом деле является дегроном, то численность слитого белка будет снижаться гораздо быстрее, чем численность неизмененного белка. [9] [10] [11] Во-вторых, мутантная форма белка дегрона сконструирована таким образом, что в ней отсутствует кандидат на дегрон. Как и раньше, содержание мутантного белка с течением времени сравнивается с содержанием неизмененного белка (как показано красным). Если удаленный кандидат в дегрон на самом деле является дегроном, то содержание мутантного белка будет уменьшаться гораздо медленнее, чем содержание неизмененного белка. [9] [10] [11] Напомним, что дегроны часто называют «убиквитин-зависимыми» или «убиквитин-независимыми». Третий этап часто выполняется после одного или обоих предыдущих двух этапов, поскольку он служит для выявления убиквитин-зависимости или ее отсутствия у ранее выявлен дегрон. На этом этапе будут исследованы белки А и А' (идентичные во всех отношениях, за исключением присутствия дегрона в А'). Обратите внимание, что здесь могут быть выполнены процедуры мутации или слияния, поэтому либо A представляет собой белок, подобный GFP, и A' представляет собой слияние GFP с дегроном (как показано зеленым), либо A' представляет собой белок дегрона, а A представляет собой мутантную форму без дегрон (как показано красным). Будет измерено количество убиквитина, связанного с А и с А'. [1] [7] [20] Значительное увеличение количества убиквитина в А' по сравнению с А будет свидетельствовать о том, что дегрон является убиквитин-зависимым. [1] [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Фортманн, Карен Т.; Льюис, Рассел Д.; Нго, Ким А.; Фагерлунд, Рику; Хоффманн, Александр (28 августа 2015 г.). «Регулируемый убиквитин-независимый дегрон в IκBα» . Журнал молекулярной биологии . 427 (17): 2748–2756. дои : 10.1016/j.jmb.2015.07.008 . ISSN 1089-8638 . ПМЦ 4685248 . ПМИД 26191773 .
- ^ Чо, Сончан; Дрейфус, Гидеон (01 марта 2010 г.). «Дегрон, создаваемый пропуском экзона 7 SMN2, вносит основной вклад в тяжесть спинальной мышечной атрофии» . Гены и развитие . 24 (5): 438–442. дои : 10.1101/gad.1884910 . ISSN 1549-5477 . ПМЦ 2827839 . ПМИД 20194437 .
- ^ Домен Р.Дж., Ву П., Варшавский А. (1994). «Теплоиндуцируемый дегрон: метод создания термочувствительных мутантов». Наука . 263 (5151): 1273–1276. дои : 10.1126/science.8122109 . ПМИД 8122109 .
- ^ Варшавский, А. (29 октября 1996 г.). «Правило N-конца: функции, тайны, использование» . Труды Национальной академии наук . 93 (22): 12142–12149. Бибкод : 1996PNAS...9312142V . дои : 10.1073/pnas.93.22.12142 . ISSN 0027-8424 . ПМК 37957 . ПМИД 8901547 .
- ^ Канарек, Наама; Лондон, Нир; Шуелер-Фурман, Ора; Бен-Нерия, Йинон (1 февраля 2010 г.). «Убиквитинирование и деградация ингибиторов NF-каппаВ» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 2 (2): а000166. doi : 10.1101/cshperspect.a000166 . ISSN 1943-0264 . ПМЦ 2828279 . ПМИД 20182612 .
- ^ Бахмайр, А.; Финли, Д.; Варшавский, А. (10 октября 1986 г.). «Период полураспада белка in vivo зависит от его аминоконцевого остатка». Наука . 234 (4773): 179–186. Бибкод : 1986Sci...234..179B . дои : 10.1126/science.3018930 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 3018930 .
- ^ Jump up to: а б Лётчер, П.; Пратт, Г.; Рехштайнер, М. (15 июня 1991 г.). «С-конец мышиной орнитиндекарбоксилазы обеспечивает быструю деградацию дигидрофолатредуктазы. Подтверждение гипотезы о вредителях» . Журнал биологической химии . 266 (17): 11213–11220. дои : 10.1016/S0021-9258(18)99150-7 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 2040628 .
- ^ Бернс, Кристин Э.; Лю, Вэй-Тин; Бошофф, Елена И.М.; Доррестейн, Питер К.; Барри, Клифтон Э. (30 января 2009 г.). «Протеосомная деградация белка в микобактериях зависит от прокариотического убиквитиноподобного белка» . Журнал биологической химии . 284 (5): 3069–3075. дои : 10.1074/jbc.M808032200 . ISSN 0021-9258 . ПМК 2631945 . ПМИД 19028679 .
- ^ Jump up to: а б с д и Равид, Томмер; Хохштрассер, Марк (1 сентября 2008 г.). «Разнообразие сигналов деградации в системе убиквитин-протеасома» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 9 (9): 679–690. дои : 10.1038/nrm2468 . ISSN 1471-0072 . ПМК 2606094 . ПМИД 18698327 .
- ^ Jump up to: а б с д Эралес, Дженни; Коффино, Филип (1 января 2014 г.). «Убиквитин-независимая протеасомная деградация» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . Убиквитин-протеасомная система. 1843 (1): 216–221. дои : 10.1016/j.bbamcr.2013.05.008 . ПМК 3770795 . ПМИД 23684952 .
- ^ Jump up to: а б с д Жариэль-Анконтр, Изабель; Боссис, Гийом; Пехачик, Марк (1 декабря 2008 г.). «Убиквитин-независимая деградация белков протеасомой». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Обзоры о раке . 1786 (2): 153–177. дои : 10.1016/j.bbcan.2008.05.004 . ISSN 0006-3002 . ПМИД 18558098 .
- ^ Ашер, Гад; Цветков, Петр; Кахана, Хаим; Шауль, Йосеф (1 февраля 2005 г.). «Механизм убиквитин-независимой протеасомной деградации опухолевых супрессоров p53 и p73» . Гены и развитие . 19 (3): 316–321. дои : 10.1101/gad.319905 . ISSN 0890-9369 . ПМК 546509 . ПМИД 15687255 .
- ^ Эралес, Дженни; Коффино, Филип (1 января 2014 г.). «Убиквитин-независимая протеасомная деградация» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1843 (1): 216–221. дои : 10.1016/j.bbamcr.2013.05.008 . ISSN 0006-3002 . ПМК 3770795 . ПМИД 23684952 .
- ^ Хохштрассер, М. (1 января 1996 г.). «Убиквитин-зависимая деградация белка». Ежегодный обзор генетики . 30 : 405–439. дои : 10.1146/annurev.genet.30.1.405 . ISSN 0066-4197 . ПМИД 8982460 .
- ^ Ку, О.; Танака, К.; Голдберг, Алабама (1 января 1996 г.). «Структура и функции 20S и 26S протеасом». Ежегодный обзор биохимии . 65 : 801–847. дои : 10.1146/annurev.bi.65.070196.004101 . ISSN 0066-4154 . ПМИД 8811196 .
- ^ Лекер, Стюарт Х.; Гольдберг, Альфред Л.; Митч, Уильям Э. (1 июля 2006 г.). «Деградация белка по пути убиквитин-протеасома в норме и при заболевании» . Журнал Американского общества нефрологов . 17 (7): 1807–1819. дои : 10.1681/ASN.2006010083 . ISSN 1046-6673 . ПМИД 16738015 .
- ^ Мелвин, Адам Т.; Восс, Греджери С.; Парк, Джессика Х.; Дамбергер, Лукас Д.; Уотерс, Марси Л.; Олбриттон, Нэнси Л. (2013). «Сравнительный анализ кинетики убиквитинирования множественных дегронов для определения идеальной нацеливающей последовательности для репортера протеасом» . ПЛОС ОДИН . 8 (10): е78082. Бибкод : 2013PLoSO...878082M . дои : 10.1371/journal.pone.0078082 . ПМЦ 3812159 . ПМИД 24205101 .
- ^ Ван, ЮнЦян; Гуань, Шэньхэн; Ачарья, Пуломи; Куп, Деннис Р.; Лю, Йи; Ляо, Минсян; Берлингейм, Альма Л.; Коррейя, Мария Альмира (18 марта 2011 г.). «Убиквитин-зависимая протеасомальная деградация цитохрома P450 2E1 печени человека: идентификация сайтов, нацеленных на фосфорилирование и убиквитинирование» . Журнал биологической химии . 286 (11): 9443–9456. дои : 10.1074/jbc.M110.176685 . ISSN 1083-351X . ПМК 3058980 . ПМИД 21209460 .
- ^ Jump up to: а б Джу, Дунхун; Се, Юмин (21 апреля 2006 г.). «Идентификация предпочтительного сайта убиквитинирования и сигнала убиквитин-зависимой деградации Rpn4» . Журнал биологической химии . 281 (16): 10657–10662. дои : 10.1074/jbc.M513790200 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 16492666 .
- ^ Jump up to: а б с Шредер, Эрин К; Харстад, Кристин Дж; Матушек, Андреас (1 ноября 2009 г.). «Нацеливание белков на деградацию» . Химическая биология природы . 5 (11): 815–822. дои : 10.1038/nchembio.250 . ISSN 1552-4450 . ПМЦ 4228941 . ПМИД 19841631 .
- ^ Ли, Сяньцян; Чжао, Сяонин; Фанг, Ю; Цзян, Синь; Дуонг, Томми; Фан, Конни; Хуан, Цзяо-Чейн; Кейн, Стивен Р. (25 декабря 1998 г.). «Поколение дестабилизированного зеленого флуоресцентного белка как репортера транскрипции» . Журнал биологической химии . 273 (52): 34970–34975. дои : 10.1074/jbc.273.52.34970 . ISSN 0021-9258 . ПМИД 9857028 .