Protein SUMO

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Small Ubiquitin-like Modifier (hay SUMO) là một họ protein nhỏ được liên kết theo kiểu cộng hóa trị và tách ra khỏi các protein khác trong các tế bào để thay đổi chức năng của chúng. SUMOylation là một sửa đổi sau dịch mã liên quan đến các quá trình tế bào khác nhau, chẳng hạn như vận chuyển hạt nhân - tế bào, điều hòa phiên mã, apoptosis, ổn định protein, phản ứng với căng thẳng và tiến triển trong chu kỳ tế bào.[1]

Protein SUMO tương tự như ubiquitin và được coi là thành viên của họ protein giống như ubiquitin. SUMOylation được định hướng bởi một tầng enzyme tương tự như tham gia vào quá trình phổ biến. Trái ngược với ubiquitin, SUMO không được sử dụng để gắn thẻ protein cho sự thoái hóa. SUMO trưởng thành được tạo ra khi bốn axit amin cuối cùng của C-terminator bị cắt để cho phép hình thành liên kết isopeptide giữa dư lượng glycine C-terminal của SUMO và lysine chấp nhận trên protein mục tiêu.

Các thành viên gia đình SUMO thường có tên không giống nhau; tương đồng SUMO trong men, ví dụ, được gọi là SMT3 (bộ triệt của mif hai 3). Một số pseudogenes đã được báo cáo cho gen này.

Sơ đồ cấu trúc của protein SUMO1 của con người được tạo bằng iMol và dựa trên tệp PDB 1A5R, cấu trúc NMR; xương sống của protein được biểu diễn dưới dạng một dải ruy băng, làm nổi bật cấu trúc thứ cấp; N-terminator màu xanh lam, C-terminator màu đỏ
Cấu trúc tương tự, đại diện cho các nguyên tử như hình cầu, cho thấy hình dạng của protein; tập tin SUMO1, PDB của con người 1A5R

Chức năng[sửa | sửa mã nguồn]

SUMO sửa đổi protein có nhiều chức năng. Trong số thường xuyên nhất và được nghiên cứu tốt nhất là sự ổn định protein, vận chuyển hạt nhân - tế bào và điều hòa phiên mã. Thông thường, chỉ một phần nhỏ của một loại protein nhất định là SUMOylated và sự sửa đổi này nhanh chóng bị đảo ngược do tác động của các enzyme deSUMOylating. SUMOyl hóa protein mục tiêu đã được chứng minh là gây ra một số kết quả khác nhau bao gồm các đối tác ràng buộc và nội địa hóa thay đổi. Việc sửa đổi SUMO-1 của RanGAP1 (chất nền SUMO được xác định đầu tiên) dẫn đến việc buôn bán từ cytosol sang phức hợp lỗ rỗng hạt nhân.[2][3] Sự điều chỉnh SUMO của hNinein dẫn đến sự di chuyển của nó từ trung tâm đến nhân.[4] Trong nhiều trường hợp, sửa đổi SUMO của bộ điều chỉnh phiên mã tương quan với sự ức chế phiên mã.[5] Người ta có thể tham khảo GeneRIF của protein SUMO, ví dụ SUMO-1 của con người,[6] để tìm hiểu thêm.

Có 4 đồng phân SUMO được xác nhận ở người; SUMO-1, SUMO-2, SUMO-3SUMO-4. SUMO-2/3 cho thấy mức độ tương đồng cao với nhau và khác biệt với SUMO-1. SUMO-4 cho thấy sự tương đồng với SUMO-2/3 nhưng khác ở việc có Proline thay vì Glutamine ở vị trí 90. Kết quả là, SUMO-4 không được xử lý và liên hợp trong điều kiện bình thường, nhưng được sử dụng để điều chỉnh protein trong điều kiện căng thẳng như đói.[7] Trong quá trình nguyên phân, SUMO-2/3 định vị thành tâm động và nhiễm sắc thể ngưng tụ, trong khi SUMO-1 định vị vào trục chính phân bào và midzone trục chính, chỉ ra rằng parote SUMO điều chỉnh các quá trình phân bào khác biệt trong các tế bào động vật có vú.[8] Một trong những sản phẩm liên hợp SUMO chính liên quan đến nhiễm sắc thể phân bào phát sinh từ sự liên hợp SUMO-2/3 của topoisomerase II, được điều chỉnh độc quyền bởi SUMO-2/3 trong quá trình nguyên phân.[9] Sửa đổi SUMO-2/3 dường như có liên quan cụ thể đến phản ứng căng thẳng.[10] Tuy nhiên, SUMO-1 và SUMO-2/3 có thể tạo thành các chuỗi hỗn hợp, vì SUMO-1 không chứa các trang web đồng thuận SUMO nội bộ được tìm thấy trong SUMO-2/3, nên được cho là chấm dứt các chuỗi poly-SUMO này.[11] Serine 2 của SUMO-1 bị phosphoryl hóa, nâng cao khái niệm 'công cụ sửa đổi sửa đổi'.[12]

Đáp ứng phá hủy DNA[sửa | sửa mã nguồn]

DNA tế bào thường xuyên tiếp xúc với các tác nhân gây tổn hại DNA. Đáp ứng thiệt hại DNA (DDR) được điều chỉnh tốt và phức tạp thường được sử dụng để đối phó với các tác động có hại tiềm tàng của thiệt hại. Khi thiệt hại DNA xảy ra, protein SUMO đã được chứng minh là hoạt động như một chất keo phân tử để tạo điều kiện cho việc lắp ráp các phức hợp protein lớn trong quá trình sửa chữa.[13] Ngoài ra, SUMOylation có thể thay đổi các hoạt động và tương tác sinh hóa của protein. SUMOylation đóng một vai trò trong các lộ trình sửa chữa DNA chính của sửa chữa cắt bỏ bazơ, sửa chữa cắt bỏ nucleotide, nối cuối không tương đồng và sửa chữa tái tổ hợp tương đồng.[13] SUMOylation cũng tạo điều kiện cho sự tổng hợp dễ bị lỗi.

Cấu trúc[sửa | sửa mã nguồn]

Protein SUMO nhỏ; hầu hết là khoảng 100 axit amin chiều dài và 12 kDa về khối lượng. Độ dài và khối lượng chính xác khác nhau giữa các thành viên gia đình SUMO và phụ thuộc vào loại sinh vật mà protein đến từ. Mặc dù SUMO có rất ít danh tính trình tự với ubiquitin ở mức axit amin, nhưng nó có nếp gấp cấu trúc gần như giống hệt nhau.

Cấu trúc của con người SUMO1 được mô tả ở bên phải. Nó cho thấy SUMO1 là một protein hình cầu với cả hai đầu của chuỗi axit amin (hiển thị màu đỏ và màu xanh) bám ra khỏi trung tâm của protein. Lõi hình cầu bao gồm một chuỗi xoắn alpha và một tấm beta. Các sơ đồ hiển thị dựa trên phân tích NMR của protein trong dung dịch.

Protein SUMO của con người[sửa | sửa mã nguồn]

  • TỔNG HỢP1
  • SUMO2
  • SUMO3
  • SUMO4

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Ubiquitin
  • Protein giống như prokaryotic ubiquitin

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Hay RT (tháng 4 năm 2005). “SUMO: a history of modification”. Molecular Cell 18 (1): 1–12. PMID 15808504. doi:10.1016/j.molcel.2005.03.012. 
  2. ^ Matunis MJ, Coutavas E, Blobel G (tháng 12 năm 1996). “A novel ubiquitin-like modification modulates the partitioning of the Ran-GTPase-activating protein RanGAP1 between the cytosol and the nuclear pore complex”. The Journal of Cell Biology 135 (6 Pt 1): 1457–70. PMC 2133973. PMID 8978815. doi:10.1083/jcb.135.6.1457. 
  3. ^ Mahajan R, Delphin C, Guan T, Gerace L, Melchior F (tháng 1 năm 1997). “A small ubiquitin-related polypeptide involved in targeting RanGAP1 to nuclear pore complex protein RanBP2”. Cell 88 (1): 97–107. PMID 9019411. doi:10.1016/S0092-8674(00)81862-0. 
  4. ^ Cheng TS, Chang LK, Howng SL, Lu PJ, Lee CI, Hong YR (tháng 2 năm 2006). “SUMO-1 modification of centrosomal protein hNinein promotes hNinein nuclear localization”. Life Sciences 78 (10): 1114–20. PMID 16154161. doi:10.1016/j.lfs.2005.06.021. 
  5. ^ Gill G (tháng 10 năm 2005). “Something about SUMO inhibits transcription”. Current Opinion in Genetics & Development 15 (5): 536–41. PMID 16095902. doi:10.1016/j.gde.2005.07.004. 
  6. ^ SUMO1 SMT3 suppressor of mif two 3 homolog 1 (S. cerevisiae)
  7. ^ Wei W, Yang P, Pang J, Zhang S, Wang Y, Wang MH, Dong Z, She JX, Wang CY (tháng 10 năm 2008). “A stress-dependent SUMO4 SUMOylation of its substrate proteins”. Biochemical and Biophysical Research Communications 375 (3): 454–9. PMID 18708028. doi:10.1016/j.bbrc.2008.08.028. 
  8. ^ Zhang XD, Goeres J, Zhang H, Yen TJ, Porter AC, Matunis MJ (tháng 3 năm 2008). “SUMO-2/3 modification and binding regulate the association of CENP-E with kinetochores and progression through mitosis”. Molecular Cell 29 (6): 729–41. PMC 2366111. PMID 18374647. doi:10.1016/j.molcel.2008.01.013. 
  9. ^ Azuma Y, Arnaoutov A, Dasso M (tháng 11 năm 2003). “SUMO-2/3 regulates topoisomerase II in mitosis”. The Journal of Cell Biology 163 (3): 477–87. PMC 2173648. PMID 14597774. doi:10.1083/jcb.200304088. 
  10. ^ Saitoh H, Hinchey J (tháng 3 năm 2000). “Functional heterogeneity of small ubiquitin-related protein modifiers SUMO-1 versus SUMO-2/3”. The Journal of Biological Chemistry 275 (9): 6252–8. PMID 10692421. doi:10.1074/jbc.275.9.6252. 
  11. ^ Matic I, van Hagen M, Schimmel J, Macek B, Ogg SC, Tatham MH, Hay RT, Lamond AI, Mann M, Vertegaal AC (tháng 1 năm 2008). “In vivo identification of human small ubiquitin-like modifier polymerization sites by high accuracy mass spectrometry and an in vitro to in vivo strategy”. Molecular & Cellular Proteomics 7 (1): 132–44. PMC 3840926. PMID 17938407. doi:10.1074/mcp.M700173-MCP200. 
  12. ^ Matic I, Macek B, Hilger M, Walther TC, Mann M (tháng 9 năm 2008). “Phosphorylation of SUMO-1 occurs in vivo and is conserved through evolution”. Journal of Proteome Research 7 (9): 4050–7. PMID 18707152. doi:10.1021/pr800368m. 
  13. ^ a ă Jalal D, Chalissery J, Hassan AH (2017). “Genome maintenance in Saccharomyces cerevisiae: the role of SUMO and SUMO-targeted ubiquitin ligases”. Nucleic Acids Res. 45 (5): 2242–2261. PMC 5389695 Kiểm tra giá trị |pmc= (trợ giúp). PMID 28115630. doi:10.1093/nar/gkw1369. 

Đọc thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

Các chương trình dự đoán SUMOylation:

  • Chương trình phân tích SUMOplot — dự đoán và chấm điểm các trang web SUMOylation trong protein của bạn (theo Abgent)
  • seeSUMO - dự đoán các trang web sumoulation
  • SUMOsp - dự đoán các trang web sumoulation
  • JASSA - Dự đoán và chấm điểm các trang web SUMOylation và SIM (mô-đun tương tác SUMO)