Ubiquitin泛素
概述
泛素是在真核生物的大多数组织中发现的普遍存在的一种小的(8.6kDa)调节蛋白。它是由吉迪恩·戈德斯坦( Gideon Goldstein)于1975年发现的,并在整个1970年代和1980年代得到了进一步的表征。人类基因组中的四个基因编码泛素,分别是:UBB,UBC,UBA52和RPS27A。
类型
泛素化通过调节蛋白质降解(通过蛋白酶体和溶酶体),协调蛋白质在细胞中的定位,激活和失活蛋白质以及调节蛋白质-蛋白质相互作用来影响细胞过程。这些作用是通过不同类型的底物泛素化介导的,例如添加单个泛素分子(单泛素化)或不同类型的泛素链(多泛素化)。
单泛素化
单泛素化是在一个底物蛋白质残基上添加一个泛素分子。多单泛素化是将一个泛素分子添加到多个底物残基上。蛋白质的单泛素化作用可能与同一蛋白质的多泛素化作用不同。认为在形成聚泛素链之前需要添加单个泛素分子。单泛素化影响细胞过程,例如膜运输,内吞和病毒岀芽。
结构
由于蛋白质链构象的差异,不同连接的链对它们所附着的蛋白质具有特定作用。K29-,K33-,K63和M1连接的链具有相当线性的构象,它们被称为开放构象链。K6-,K11和K48连接的链形成闭合构象。开放构象链中的泛素蛋白分子彼此不相互作用,除了将它们连接在一起的共价异肽键。相反,闭合的构象链具有与相互作用残基的界面。改变链构象会暴露和隐藏泛素蛋白的不同部分,并且不同的键被独特的拓扑结构特异的蛋白识别链接所固有的。蛋白质可以通过泛素结合结构域(UBD)特异性结合泛素。赖氨酸63链和48链之间的链中各个泛素单位之间的距离不同。UBD通过在与赖氨酸48连接的链(紧密的泛素链)结合的泛素相互作用基序之间具有小的间隔子和与赖氨酸63连接的链的较大间隔子来利用这一点。识别泛素链的机制还可以区分K63连接的链和M1连接的链,这一事实证明了后者可以诱导底物的蛋白酶体降解。
功能
抗原处理,细胞凋亡,细胞器的生物发生,细胞周期与分裂,DNA转录与修复,差异化与发展,免疫反应和炎症,神经和肌肉变性,神经网络的形态发生,细胞表面受体,离子通道和分泌途径的调节,对压力和细胞外调节剂的反应,核糖体生物发生,病毒感染。