Білок SUMO
Білки МУМО (від Малий Убіквінтин-пов'язаний Модифікатор; англ. Small Ubiquitin-related Modifier, SUMO) — родина маленьких білків, що ковалентно зв'язуються та відділяються від інших білків клітини, змінюючи їх функцію. В середньому їх молярна маса складає 10-12 кДа. Принцип їх дії безпосередньо пов'язаний зі зміною білок-білок або білок-ДНК взаємодій, а також із локалізацією білку в клітині.
Родина білків SUMO
ред.Експресія
ред.Родина білків SUMO представлена в усіх типах клітин. Їх номенклатура наведена у таблиці.
| Людина | Дріжджі | |
|---|---|---|
| SUMO | SUMO1/PIC 1/Ubl1/sentrin1/ GMP1/hSMT3
SUMO2/sentrin3/Smt3a SUMO3/sentrin2/Smt3b |
Smt3 |
| E1 фермент-активатор
субодиниця 1 субодиниця 2 |
SAE1/Aos1/Sua
SAE2/Uba2/ Uba2 |
Aos1
Uba2 |
| Е2 фермент-кон'югатор | Ubc9/UBE2I | Ubc9 |
| Е3 лігаза | Pias1/GBP/DEAD/H box-binding protein 1/ARIP
Piasxb/Miz1/Siz2 RanBP2/Nup358 |
Siz1/UII 1
Siz2/Nfi1 |
У різних сімействах цих білків число членів коливається від одного (наприклад, дріжджі, нематоди і плодова мушка) до кількох тисяч (три у ссавців; вісім у арабідопсис)
Цікаво, що у ссавців білок SUMO1 в основному кон'югований з мембраною, в той час як SUMO2/3 в основному існує у вільній формі.
Механізм регуляції експресії цих білків є недостатньо вивченим, проте встановлено, що вони необхідні для життя більшості організмів.
Структура
ред.
SUMO білки представляють собою невеликі кислі білки, віддалені гомологи убіквітину. Секвенування амінокислотної послідовності дало змогу порівняти ці молекули: білки родини SUMO на 10-20% ідентичні убіквітину. Проте більше подібних ознак вони мають у своїй структурі.
Характерною рисою всіх членів цього сімейства біополімерів, яка відсутня в убіквітину або інших білках, є N-кінцеве гнучне подовження поліпептидного ланцюгу в 10-30 амінокислот. Функція цієї послідовності на сьогодні невідома.
Всі білки SUMO синтезуються у вигляді попередників, які подальшої модифікації - часткового проеолізу C-кінця. Протеолітичне видалення декількох амінокислот, яке досягається специфічними ферментами (SUMO isopeptidases), призводить до оголення C-кінцевого гліцин-гліцинового мотиву. Дозрівання молеули є швидким, проте на даний час немає доказів регулювання цього процесу.
Сумоїлювання
ред.«Сумоїлювання» є посттрансляційною модифікацією, залученою в різні клітинні процеси, такі як ядерний транспорт, регулювання транскрипції, апоптоз, стабільність білків, відповідь на стрес і протікання клітинного циклу.[1]
Протеїни SUMO подібні до убіквітину, а сумоїлювання служить початком ферментного каскаду, аналогічного процесу, що починається з убіквітинювання. На відміну від убіквітину, SUMO не використовується для того, щоб мітити білки, призначені для деградації.
Зрілі білки SUMO утворюються, коли від C-кінця відщеплюються останній чотири амінокислоти. Члени сімейства останній чотири амінокислоти часто мають різнорідні імена; гомолог SUMO1 в дріжджах, наприклад, називається SMT3 (suppressor of mif two 3). Для цього гену повідомлені кілька псевдогенів.
Сумоїлювання як засіб для регулювання функції білка є досить поширеним механізмом: ця модифікація була зареєстрована для більш ніж 70 різних цільових білків, і це число росте, так як продовжуються дослідження цієї родини протеїнів.
Білки-мішені
ред.На основі імунофлуоресцентного аналізу було встановлено, що більшість мішеней для сумоїлювання конститутивно пов'язані з ядерним компартментом. Відповідно до цього, найбільш відомі цільові білки можуть бути пов'язані з ядерними явищами, такими як функціонування хроматину, репарація ДНК, транскрипція, або цитоплазматичний транспорт (серед них є гістондезацетилази, топоізомерази, тимін-ДНК-глікозилаза, PCNA, p53, PML, фактори теплового шоку, рецепторів стероїдних гормонів, IκBα , RANGAP1 і багато інших).
Іншими прикладами є прогресування шляхом мітозу (мітоз дріжджових мутантів, в яких дефектні білки SUMO — сполучені або декон'юговані з дріжджовим септином[en], топоізомеразою II[en] і Pds5) або інфікування вірусами (приклади для вірусного організму мішенями SUMO є: для цитомегаловірусу ранні білки IE1 і IE2, аденовірусу 5 Е1В-55 кДа, бичачий папіломавірус E1).
Наслідки модифікації
ред.Подібно до фосфорилювання, сумоїлювання, має багато різних функціональних наслідків, які залежать від специфіки білку-мішені. З огляду на розмір SUMO, можна припустити, що приєднання може призвести до маскування сайтів зв'язування, генерації неправильного зв'язування, конформаційних змін в модифікованому білку.
Так, були зареєстровані зміни в білок-білок або білок-ДНК взаємодіях, зміни у внутрішньоклітинній локалізації, підвищенні стабільності білку за рахунок антагонізму із убіквітин /протеасомною деградацією, а також зміни в ферментативній активності протеїнів.
|
Це незавершена стаття про білки. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
Посилання
ред.- ↑ Hay RT (Apr 2005). SUMO: a history of modification. Mol. Cell. 18 (1): 1—12. doi:10.1016/j.molcel.2005.03.012. PMID 15808504.[недоступне посилання з березня 2019]