Degron
Degron – element sygnałowy kierujący białko do degradacji. Z reguły degrony zlokalizowane są na N- lub C-końcu białka i są rozpoznawane przez specyficzne proteazy lub kompleksy proteolityczne. Sygnałem do degradacji może być określona sekwencja lub modyfikacje enzymatyczne poszczególnych aminokwasów na końcach białek[1].
Funkcje edytuj
Degrony pełnią funkcje regulatorowe utrzymując homeostazę i umożliwiając szybkie reakcje komórek na bodźce i zmiany środowiska. Zmiany szybkości degradacji białek, pozwalają w krótkim czasie wpłynąć na ich poziom w komórkach. Usuwanie białek może wpływać na procesy zachodzące w komórkach zarówno hamująco jak i aktywująco (np. kiedy degradowane białko pełni funkcje inhibitora)[2]. Regulacja degradacji ma również znaczenie przy eliminacji uszkodzonych lub nieprawidłowo sfałdowanych białek, które mogą mieć działanie proteotoksyczne i skutkować między innymi występowaniem chorób neurodegeneracyjnych[2]. Część sygnałów kierujących do degradacji może występować w formie prekursorów (pro-degronów), których aktywacja zachodzi w wyniku odcięcia łańcucha polipeptydowego, lub modyfikacji o działaniu destabilizującym (np. ubikwitynacji)[2].
Przykłady edytuj
Degradacja białek w komórkach eukariotycznych zazwyczaj zachodzi przy udziale kompleksu proteasomu rozpoznającego i degradującego ubikwitynowane białka[3]. Ubikwitynacja białek może być wywołana rozpoznaniem specyficznych degronów. Takim sygnałem jest formylowanie N-końcowej metioniny u eukariontów, której poziom u Saccharomyces cerevisiae jest podwyższony w warunkach stresowych (takich jak niska temperatura czy niska dostępność fermentowalnego źródła węgla)[4]. Podobnym sygnałem jest acetylacja aminokwasów (metioniny, alaniny, waliny, seryny, treoniny lub cysteiny) zlokalizowanych na N-końcu białek, pociągająca za sobą ubikwitynację i degradację białka[5].
U bakterii, gdzie translacja białek rozpoczyna się od formylometioniny, która następnie poddawana jest deformylacji, pozostawienie grupy na N-końcu działa destabilizująco na białka[6]. Przykładem degronu bakteryjnego jest także etykietka peptydowa ssrA, kierująca białko do degradacji przez kompleks proteolityczny ClpXP zależny od ATP. W przypadku zatrzymania translacji, do cząsteczki mRNA przyłączany jest krótki łańcuch tmRNA kodujący sekwencję degronu. Dzięki temu, nowo powstały polipeptyd ulega degradacji, a zatrzymany rybosom jest uwalniany[7].
Przypisy edytuj
- ↑ Alexander Varshavsky, N-degron and C-degron pathways of protein degradation, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 116 (2), 2019, s. 358–366, DOI: 10.1073/pnas.1816596116, ISSN 0027-8424, PMID: 30622213, PMCID: PMC6329975 [dostęp 2020-01-07] (ang.).
- ↑ a b c Alexander Varshavsky, The N-end rule pathway and regulation by proteolysis, „Protein Science”, 20 (8), 2011, s. 1298–1345, DOI: 10.1002/pro.666, PMID: 21633985, PMCID: PMC3189519 [dostęp 2020-01-07] (ang.).
- ↑ Jared A.M. Bard i inni, Structure and Function of the 26S Proteasome, „Annual Review of Biochemistry”, 87 (1), 2018, s. 697–724, DOI: 10.1146/annurev-biochem-062917-011931, ISSN 0066-4154, PMID: 29652515, PMCID: PMC6422034 [dostęp 2020-01-07] (ang.).
- ↑ Jeong-Mok Kim i inni, Formyl-methionine as an N-degron of a eukaryotic N-end rule pathway, „Science”, 362 (6418), 2018, eaat0174, DOI: 10.1126/science.aat0174, ISSN 0036-8075, PMID: 30409808, PMCID: PMC6551516 [dostęp 2020-01-07] (ang.).
- ↑ C.-S. Hwang, A. Shemorry, A. Varshavsky, N-Terminal Acetylation of Cellular Proteins Creates Specific Degradation Signals, „Science”, 327 (5968), 2010, s. 973–977, DOI: 10.1126/science.1183147, ISSN 0036-8075, PMID: 20110468, PMCID: PMC4259118 [dostęp 2020-01-07] (ang.).
- ↑ Konstantin Piatkov i inni, Formyl-methionine as a degradation signal at the N-termini of bacterial proteins, „Microbial Cell”, 2 (10), 2015, s. 376–393, DOI: 10.15698/mic2015.10.231, PMID: 26866044, PMCID: PMC4745127 [dostęp 2020-01-07].
- ↑ Hyouta Himeno, Daisuke Kurita, Akira Muto, tmRNA-mediated trans-translation as the major ribosome rescue system in a bacterial cell, „Frontiers in Genetics”, 5, 2014, DOI: 10.3389/fgene.2014.00066, ISSN 1664-8021, PMID: 24778639, PMCID: PMC3985003 [dostęp 2020-01-07].