Proteína SUMO, Función, Estructura, Predicción del apego SUMO, SUMO adjuntos

Las pequeñas proteínas modificadoras de la ubiquitina-como son una familia de pequeñas proteínas que se unen covalentemente a y separarse de otras proteínas en las células para modificar su función. Sumoylation es una modificación post-traduccional implicado en diversos procesos celulares, tales como el transporte nuclear-citosólico, la regulación transcripcional, la apoptosis, la estabilidad de la proteína, la respuesta al estrés, y la progresión a través del ciclo celular.

Proteínas SUMO son similares a ubiquitina y Sumoylation está dirigida por una cascada enzimática análoga a lo que supondría la ubiquitinación. En contraste con la ubiquitina, SUMO no se utiliza para etiquetar proteínas para la degradación. SUMO maduro se produce cuando los últimos cuatro aminoácidos del extremo C-terminal se han escindido para permitir la formación de un enlace isopeptídico entre la glicina residuo C-terminal de SUMO y un aceptor de lisina en la proteína diana.

Miembros de la familia SUMO a menudo tienen nombres diferentes; el homólogo SUMO en la levadura, por ejemplo, se llama SMT3. Varios pseudogenes han sido reportados para este gen.

Función

SUMO modificación de proteínas tiene muchas funciones. Entre las más frecuentes y mejor estudiados son la estabilidad de proteínas, el transporte nuclear citosólica y la regulación transcripcional. Típicamente, sólo una pequeña fracción de una proteína dada se sumoylated y esta modificación se invierte rápidamente por la acción de enzimas deSUMOylating. Sumoylation de proteínas diana se ha demostrado que causa una serie de resultados incluyendo la localización alterada y parejas de unión. El SUMO-1 la modificación de RanGAP1 conduce a su tráfico del citosol al complejo del poro nuclear. La modificación de SUMO hNinein conduce a su movimiento desde el centrosoma al núcleo. En muchos casos, SUMO modificación de reguladores transcripcionales se correlaciona con la inhibición de la transcripción. Uno puede referirse a los GeneRIFs de las proteínas SUMO, por ejemplo, humanos SUMO-1, para saber más.

Existen 3 isoformas de SUMO confirmados en seres humanos; SUMO-1, SUMO-2, y SUMO-3. SUMO-2/3 muestran un alto grado de similitud entre sí y son distintos de SUMO-1 - SUMO-4 muestra similitud con -2/3 pero aún no está claro si se trata de un pseudogen o simplemente restringido en su patrón de expresión . Durante la mitosis, SUMO-2/3 para localizar centrómeros y cromosomas condensados, mientras que SUMO-1 se localiza en el huso mitótico y la zona media del husillo, lo que indica que parálogos SUMO regulan los procesos mitóticos diferentes en células de mamífero. Uno de los principales productos de conjugación de SUMO asociados con los cromosomas mitóticos surgió de SUMO-2/3 de la conjugación de la topoisomerasa II, que se ha modificado exclusivamente por SUMO-2/3 durante la mitosis. SUMO-2/3 modificaciones parecen estar implicados específicamente en la respuesta al estrés. SUMO-1 y SUMO-2/3 puede formar cadenas mixtas, sin embargo, porque SUMO-1 no contiene los sitios consenso SUMO internos que se encuentran en SUMO-2/3, se piensa poner fin a estas cadenas de poli-SUMO. Serina 2 de SUMO-1 es fosforilada, elevando el concepto de un "modificador modificado.

Estructura

Proteínas SUMO son pequeñas, la mayoría son alrededor de 100 aminoácidos de longitud y 12 kDa en masa. La duración exacta y la masa varía entre familiares SUMO y depende de qué organismo la proteína proviene. Aunque SUMO tiene muy poca identidad de secuencia con la ubiquitina en el nivel de aminoácidos, que tiene un pliegue estructural casi idéntica.

La estructura de SUMO1 humana se representa a la derecha. Se muestra SUMO1 como una proteína globular con ambos extremos de la cadena de aminoácidos que sobresale del centro de la proteína. El núcleo esférico consiste en una hélice alfa y una lámina beta. Los diagramas que se muestran se basan en un análisis de RMN de la proteína en solución.

Predicción del apego SUMO

La mayoría de las proteínas SUMO modificados contienen el motivo tetrapeptide consenso?-Kxd/E, donde? es un residuo hidrofóbico, K es la lisina conjugada con SUMO, x es cualquier aminoácido, D o E es un residuo ácido. Especificidad de sustrato parece derivarse directamente de Ubc9 y los respectivos motivos sustrato. Actualmente los programas de predicción disponibles son:

  • SUMOplot - software en línea de acceso gratuito desarrollado para predecir la probabilidad de que la secuencia de consenso SUMO que participan en la unión SUMO. El sistema de puntuación de SUMOplot se basa en dos criterios: 1) partido de aminoácidos directo al SUMO-CS observado y demostrado que se unen Ubc9, y 2) la sustitución de los residuos de aminoácidos de consenso con los residuos de aminoácidos que presentan hidrofobicidad similar. SUMOplot se ha utilizado en el pasado para predecir Ubc9 sitios dependientes.
  • seeSUMO - utiliza los bosques al azar y máquinas de vectores soporte formados en los datos recogidos de la literatura
  • SUMOsp - PSSM utiliza para anotar los posibles péptidos Stites sumoylation. Se puede predecir los sitios siguieron el? Motif KXE y sumoylation sitios inusuales contenidas otros motivos no canónicos.

SUMO adjuntos

SUMO apego a su objetivo es similar a la de la ubiquitina. Un péptido C-terminal se escinde de SUMO por una proteasa para revelar un motivo de di-glicina. SUMO se convierte entonces unido a una enzima E1 que es un heterodímero. Se hace pasar a continuación a un E2 que es un enzima de conjugación. Por último, uno de un pequeño número de proteínas de ligadura E3 adhiere a la proteína. En la levadura, hay cuatro proteínas SUMO E3, Cst9, Mms21, Siz1 y Siz2 - Mientras que en la ubiquitinación de una E3 es esencial para añadir ubiquitina a su diana, la evidencia sugiere que el E2 es suficiente en Sumoylation, siempre y cuando la secuencia de consenso está presente. Se cree que la ligasa E3 promueve la eficiencia de la sumoilación y en algunos casos se ha demostrado que la conjugación de SUMO dirigir a motivos no consenso. E3 enzimas pueden clasificarse ampliamente a las proteínas PIAS, como Mms21 y Pias-gamma y proteínas hect. Algunos de E3 como RanBP2 sin embargo no son ni. La evidencia reciente ha demostrado que PIAS-gamma es necesario para la sumoilación del factor de transcripción YY1 pero es independiente del dedo de zinc-ANILLO. Sumoylation es reversible y se elimina de los objetivos por proteasas específicas SUMO. En la levadura en ciernes, el SUMO proteasa Ulp1 se encuentra ligado al de los poros nucleares, mientras que Ulp2 es nucleoplasmic. El subnuclear localización distinta de enzimas deSUMOylating se conserva en eucariotas superiores.