Dual function ubiquitin-like proteins in post-translational regulation and sulfur mobilization
翻译后调节和硫动员中的双功能泛素样蛋白
基本信息
- 批准号:10592393
- 负责人:
- 金额:$ 29.9万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2000
- 资助国家:美国
- 起止时间:2000-04-01 至 2025-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:ATP phosphohydrolaseAcetylationAddressArchaeaBindingBinding ProteinsBiochemicalBiologicalBiological ModelsCell SurvivalCell physiologyChemoresistanceComplexDNADNA RepairDevelopmentDiseaseEnsureEnzymesFluorescence MicroscopyFosteringGoalsHaloferax volcaniiHealthHeat Stress DisordersHomeostasisHumanHydrolaseKnowledgeLigationLinkLysineMalignant NeoplasmsMediatingMetabolismMethylationMissionModificationNatureNerve DegenerationNeuromuscular DiseasesNutrientOutcomeOxidantsParentsPathway interactionsPositioning AttributePost-Translational Protein ProcessingPost-Translational RegulationProcessProteinsProteolysisProteomeProteomicsPublic HealthRNARNA ProcessingRegulationResearchRibonucleasesRibosomesRoleStressSulfurSystemTechniquesTestingThiosulfate SulfurtransferaseTransfer RNATranslatingTranslationsUbiquitinUbiquitin Like ProteinsUnited States National Institutes of HealthUridineVariantVirus DiseasesWorkanaloghuman diseaseimprovedinnovationinsightlive cell imagingmolybdenum cofactormulticatalytic endopeptidase complexmutantnervous system disordernovel therapeuticsnutrient deprivationoxidationpersulfidesprotein protein interactionproteostasisresponsesoundthioesterubiquitin-protein ligase
项目摘要
Ubiquitin and ubiquitin-like (Ub/Ubl) systems are attractive targets for improving public health including the
development of new therapies to overcome viral infections, cancer, neurodegeneration and other human
disorders and diseases. The ‘dual function’ Ubl systems are a variant of the canonical pathways in that the Ubls
are used in both Ubl protein ligation and as sulfur carriers to form 2-thiolated wobble uridine (s2U34) tRNA and
molybdenum cofactor (Moco). The dual function Ubl systems are thus versatile and found to be evolutionarily
conserved from archaea to humans. While relying upon an E1 for activation, the dual function Ubls do not use
conserved E2 conjugating or E3 ligase enzymes for protein modification. Rhodanese domains (RHDs) serve as
the apparent E2 modules of these systems and may determine whether the Ubl is used in Ubl ligation or sulfur
mobilization. Nevertheless, sound evidence for the role of the RHD as an E2 analog is lacking, and its interface
with the E1 and Ubl is unclear. Moreover, while components of the dual function Ubl system are required for the
2-thiolation of U34 tRNA, other factors may influence the pools of this modified tRNA to ensure proper translation
efficiency and cellular homeostasis. Included among these other factors are enzymes that modify the 5-position
of U34 tRNA, hydrolases predicted to alter the levels of a 2-thiolation U34 tRNA intermediate, and environmental
conditions such as nutrient deprivation, heat stress and oxidation. However, the role these other factors may
have in regulating s2U34 tRNA levels and the coordination of this regulation with the post-translational
modification of proteins are not well understood. Furthermore, while dual function Ubl systems modify proteins
including those associated with viral infections and chemotherapy resistance, knowledge of the biological roles
and diversity of these modifications is limited compared to other Ub/Ubl systems. Our long-term goal is to
advance understanding of dual function Ubl systems and translate this knowledge to applications of relevance
to human health. Our central hypothesis is that dual function Ubl systems are important to cell function as they
coordinate: i) sulfur mobilization pathways associated with translation efficiency (s2U34 tRNA) and metabolism
(Moco) with ii) Ubl ligations that target proteins for destruction by proteasomes, reversible inactivation, and/or
altered associations in protein-protein interaction (PPI) networks. In aim 1, we will determine how RHDs interface
the E1 and Ubls to mediate and potentially regulate the dual function Ubl pathway. In aim 2, we will assess
whether the 2-thiolation status of wobble uridine tRNAs is regulated, what these regulators are, and whether
these regulators are correlated with the post-translational modification of proteins. In aim 3, we will determine
how the PPI network of Cdc48a, RecJ3, RecJ4 and RNase J associates with proteins tagged with dual function
Ubl modifiers to influence RNA processing and DNA repair.
泛素和泛素样 (Ub/Ubl) 系统是改善公共卫生的有吸引力的目标,包括
开发新疗法来克服病毒感染、癌症、神经退行性疾病和其他人类疾病
“双重功能”Ubl 系统是典型途径的变体,因为 Ubl 系统
用于 Ubl 蛋白连接和作为硫载体形成 2-硫醇化摆动尿苷 (s2U34) tRNA 和
因此,双功能 Ubl 系统具有多功能性,并且具有进化性。
从古细菌到人类都是保守的,虽然依赖 E1 进行激活,但双功能 Ubls 不使用。
保守的 E2 缀合酶或 E3 连接酶用于蛋白质修饰。
这些系统的表观 E2 模块,并可确定 Ubl 是否用于 Ubl 连接或硫
然而,RHD 作为 E2 类似物的作用及其接口尚缺乏可靠的证据。
此外,还不清楚双功能 Ubl 系统的组件。
U34 tRNA 的 2-硫醇化,其他因素可能会影响该修饰 tRNA 的池以确保正确翻译
这些其他因素包括修饰 5 位的酶。
U34 tRNA 的水解酶预计会改变 2-硫醇化 U34 tRNA 中间体的水平,以及环境
然而,这些其他因素也可能发挥作用。
具有调节 s2U34 tRNA 水平以及该调节与翻译后调节的协调作用
此外,双功能 Ubl 系统可以修饰蛋白质。
包括与病毒感染和化疗耐药相关的那些,生物学作用的知识
与其他 Ub/Ubl 系统相比,这些修改的多样性是有限的。
了解双功能 Ubl 先进系统并将这些知识转化为相关应用
我们的中心假设是双功能 Ubl 系统对细胞功能很重要,因为它们
坐标:i) 与翻译效率(s2U34 tRNA)和代谢相关的硫动员途径
(Moco) 与 ii) Ubl 连接,其目标蛋白质被蛋白酶体破坏、可逆失活和/或
改变蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中的关联 在目标 1 中,我们将确定 RHD 如何相互作用。
E1 和 Ubls 介导并可能调节双重功能 Ubl 通路 在目标 2 中,我们将评估。
摆动尿苷 tRNA 的 2-硫醇化状态是否受到调节,这些调节因子是什么,以及是否
这些调节因子与蛋白质的翻译后修饰相关。在目标 3 中,我们将确定。
Cdc48a、RecJ3、RecJ4 和 RNase J 的 PPI 网络如何与带有双重功能标记的蛋白质关联
Ubl 修饰符影响 RNA 加工和 DNA 修复。
项目成果
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