SUMO化におけるRING-Type E3リガーゼとE2 UBC9の相互作用機構

RING型E3连接酶与E2 UBC9在SUMO化中的相互作用机制

• 批准号: 23570217
• 负责人: 何 発虎
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23570217/
• 关键词: SUMO; ユビキチン; SPリング; PMLリング; NMR; 構造生物学; Ubc9; ADPリボシル化; SP-RING; SUMO E3 ligase hMMS21; complex structure

ユビキチン化とSUMO化では、アミノ酸配列の類似したE2酵素(ユビキチン化ではUbc5, Ubc13, SUMO化ではUbc9)にユビキチンおよびSUMOが結合した中間体が生成されE3酵素を通してターゲット特異的にユビキチンあるいはSUMOを結合させる反応が起こる。ユビキチン化ではE3酵素がもつRing-fingerドメインあるいはU-boxドメインがE2酵素と相互作用することにより、E2-E3間の相互作用が担われている。SUMO化にかかわる蛋白質では、Ring-fingerやU-boxと類似した亜鉛結合ドメインをもつにもかかわらずユビキチン化に関わらずに、SUMO化にかかわるものがある。本研究では、このような亜鉛結合ドメインのなかでSP-ringドメインとPMLリングドメインについて、SUMO化反応のなかでどのような働きをしているかについて構造生物学的な解析を行い、ユビキチン化とSUMO化を区別する要因について考察した。高等動物のSP-ringドメインは、構造解析のされていた酵母のSP-ringドメインとは異なる構造をもち、Ubc9の認識を行っていることを明らかにした。また、PML-リングドメインも、いままで、知られていたRing-fingerドメインとは異なる構造をもつことがわかった。PML-リングは、MBPとの融合蛋白質によりSUMO化を受けるが、Ubc9、SUMOとの直接の相互作用は、NMR法によって観測することができず、従来とはことなるSUMO化様式をもつことが考えられる。また、ADP-リボシル化axinのユビキチン化に関係するE3酵素RNF146のもつ新規のWWEドメインについて、ターゲットであるADP-riboseとの複合体解析に取り組み、PARPに存在するWWEドメインとの違いを明らかにすることができた。

在泛素化和sumoylation中，泛素和SUMO与具有相似氨基酸序列的E2酶结合（UBC5，UBC13用于泛素化的UBC13和用于Sumoylation的UBC9），并产生ubiquitin或ubiquitin或ubiquitin或ubcioylation的ubc9，并在其中特有ubiquitin或ubciquitin of e3 enzeme iS e3 enzeme is es e3 isseme。在泛素化中，E3酶的无名指域或U-box结构域与E2酶相互作用，从而导致E2-E3之间的相互作用。一些参与Sumoylation的蛋白质具有类似于环手指和U-box的锌结合域，但无论泛素化如何，都参与了Sumoylation。在这项研究中，我们对这些锌结合结构域之间的Sumoylation反应中的SP环域和PML环域进行了结构性生物学分析，并检查了区分泛素化和Sumoylation的因素。据透露，较高动物的SP环域具有与经过结构分析的酵母的SP环域不同的结构，并识别了UBC9。还发现，PML环域的结构与以前已知的环形域不同。 PML环通过融合蛋白与MBP经历Sumoylation，但是与UBC9和SUMO的直接相互作用无法通过NMR方法观察到，并且认为它具有与常规样式不同的SUMOYLATION样式。此外，我们能够用目标ADP-核糖分析E3酶RNF146的新型WWE结构域的复合物，该酶RNF146参与了ADP-核糖基化AXIN的泛素化，并揭示了IT与PARP中存在的WWE结构域之间的差异。

项目成果

Structural basis of the characteristic interactions between Ubc9 and the SP-RING domain of a human SUMO E3 ligase

Ubc9 与人 SUMO E3 连接酶 SP-RING 结构域之间特征相互作用的结构基础

• 发表时间: 2011
• 作者: Fahu He;Noriyuki Matsuda;Mayumi Kimura;Makoto Inoue;Satoru Watanabe;Takushi Harada;Takanori Kigawa;Kengo Tsuda;Kanako Kuwasako;Mari Takahashi;Naohiro Kobayashi;Akiko Tanaka;etc
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