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泛素缀合酶

(2019-03-21 14:43:21) 百科

泛素缀合酶

泛素缀合酶是由150-200个胺基酸组成,具有研究拟南芥中Ubc6的功能的物质。

基本介绍

  • 中文名:泛素结合酶
  • 外文名:ubiquitin-conjugating E2 enzyme variant
  • 组成:150-200个胺基酸组成
  • 作用:研究拟南芥中Ubc6的功能

结构组成

E2s家族成员都含有一个由150-200个胺基酸组成的高度保守的泛素结合结构域(UBC)。该结构域的分子量大约为14-16kDa,并且其中有35%的序列在不同的E2s成员中是保守的,它可以为E1s,E3s和活化的Ub或UBL提供结合位点。UBL是一种类泛素蛋白,如SUMO,ISG15和NEDD8等,可以以类似于泛素化修饰的方式共价结合到目标蛋白上,从而有效的调节靶蛋白的活性。UBC结构域由4个ɑ-螺旋,1个较短的螺旋,和4条肽链组成的反平行β-摺叠构成。β-摺叠和螺旋2形成中央结构,螺旋1,螺旋3和4分别位于两侧。β-摺叠的1和3肽链与C-末端之间存在2个环状结构,分别称为L1和L2。儘管UBC结构域中的摺叠结构非常保守,但是L1和L2具有很高的序列、长度及构象可变性,这些环状结构比较灵活并且对E3s的选择性结合具有重要作用。具有催化活性的Cys位于高度保守的环状结构中。在UBC结构域中,一些区域结构具有特殊的调节功能,如H1,L1和L2在E2s与E1s和E3s的结合中起着决定性的作用,活性位点Cys残基周围的胺基酸序列及结构有促进Ub/UBL与UBC结构域的结合等。

素化过程

在泛素化过程中,E3s具有底物选择特异性,而E2s的主要作用是特异的选择靶蛋白上的Lys位点与泛素分子共价结合,并且决定了泛素链的特异性连线方式及长度,从而影响靶蛋白的命运。早期的研究还证实在没有E3s的参与下,E2s也可以特异的催化泛素链的形成。例如,UBE2S通过后一泛素分子与前一泛素分子上Lys11位共价结合形成泛素链,而UBE2K,UBE2R1和UBE2G2则催化泛素分子上Lys48位连线形成的泛素链。E2s存在于所有的真核生物中,这也充分体现了Ub/UBL系统在生物学中的重要性。编码E2s的基因分散于整个基因组,至今还没有发现这种基因的组织特异性。在进化的过程中,E2s家族的成员不断地扩增,低等的真核生物有较少数量的E2s成员,而高等真核生物则有较多数量的E2s成员,并且其中一些有种属特异性。除了含有催化结构域,即泛素结合结构域(UBC)外,根据是否含有末端扩展,可将E2s家族成员分为4类:即I类(只含催化结构域)、II类(含有氨基末端扩展)、III类(含羧基末端扩展)和IV类(含有氨基与羧基末端扩展),在人类中,多数的E2s家族成员参与泛素化修饰,但也有少数成员的功能仍未知。有一些泛素结合酶(E2)基因没有被检测到编码任何mRNA或蛋白质,更有趣的是,研究者发现了一些泛素结合酶变体(UEVs),它们能够和相应的E2s家族其他成员形成二聚体,从而催化底物蛋白的泛素化修饰,调节蛋白质的活性。如UBC13(UBE2N)-UEV-1A(UBE2V1)二聚体在多种蛋白激酶活化途径诱导的细胞核转录因子NF-ĸB的活化中扮演着重要的角色。很多E2s成员存在于细胞核与细胞质中,有研究显示E2s催化中心Cys的泛素化修饰对于调节自身的核输入具有重要作用。但也有些E2s成员则通过某种机制被限制在特定的区域内发挥功能。这些证据都充分体现了E2s成员发挥功能依赖于自身的分布以及自身泛素化修饰。
在拟南芥中,大约有一半的E2s成员的生化特徵被描述,并且有很大一部分的拟南芥E2s成员都可以在酵母细胞中找到相应的同源物。然而,在拟南芥中有三种E2s基因家族表达的蛋白并没有在芽殖酵母中找到同源物,但是却在哺乳动物中存在相应的同源物。这是否暗示了在高等真核生物中,扩增的E2s家族成员扮演着重要的角色。这些都需要进一步的研究。拟南芥中的Ubc6(染色体上的位置:AT2g46030,基因文库中的序列号:AAB32508)在酵母细胞中的同源物是Ubc8(染色体上的位置:Z29329,基因文库中的序列号:Z29329),而Ubc8在酵母中的果糖1,6-二磷酸酶(FBPase)的降解过程中起着关键性的作用,这对研究拟南芥中Ubc6的功能有着重要的借鉴作用。
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