泛素綴合酶是由150-200個胺基酸組成，具有研究擬南芥中Ubc6的功能的物質。
基本介紹
- 中文名：泛素結合酶
- 外文名：ubiquitin-conjugating E2 enzyme variant
- 組成：150-200個胺基酸組成
- 作用：研究擬南芥中Ubc6的功能
結構組成,素化過程,
結構組成
E2s家族成員都含有一個由150-200個胺基酸組成的高度保守的泛素結合結構域（UBC）。該結構域的分子量大約為14-16kDa，並且其中有35%的序列在不同的E2s成員中是保守的，它可以為E1s，E3s和活化的Ub或UBL提供結合位點。UBL是一種類泛素蛋白，如SUMO，ISG15和NEDD8等，可以以類似於泛素化修飾的方式共價結合到目標蛋白上，從而有效的調節靶蛋白的活性。UBC結構域由4個ɑ-螺旋，1個較短的螺旋，和4條肽鏈組成的反平行β-摺疊構成。β-摺疊和螺旋2形成中央結構，螺旋1，螺旋3和4分別位於兩側。β-摺疊的1和3肽鏈與C-末端之間存在2個環狀結構，分別稱為L1和L2。儘管UBC結構域中的摺疊結構非常保守，但是L1和L2具有很高的序列、長度及構象可變性，這些環狀結構比較靈活並且對E3s的選擇性結合具有重要作用。具有催化活性的Cys位於高度保守的環狀結構中。在UBC結構域中，一些區域結構具有特殊的調節功能，如H1，L1和L2在E2s與E1s和E3s的結合中起著決定性的作用，活性位點Cys殘基周圍的胺基酸序列及結構有促進Ub/UBL與UBC結構域的結合等。
素化過程
在泛素化過程中，E3s具有底物選擇特異性，而E2s的主要作用是特異的選擇靶蛋白上的Lys位點與泛素分子共價結合，並且決定了泛素鏈的特異性連線方式及長度，從而影響靶蛋白的命運。早期的研究還證實在沒有E3s的參與下，E2s也可以特異的催化泛素鏈的形成。例如，UBE2S通過後一泛素分子與前一泛素分子上Lys11位共價結合形成泛素鏈，而UBE2K，UBE2R1和UBE2G2則催化泛素分子上Lys48位連線形成的泛素鏈。E2s存在於所有的真核生物中，這也充分體現了Ub/UBL系統在生物學中的重要性。編碼E2s的基因分散於整個基因組，至今還沒有發現這種基因的組織特異性。在進化的過程中，E2s家族的成員不斷地擴增，低等的真核生物有較少數量的E2s成員，而高等真核生物則有較多數量的E2s成員，並且其中一些有種屬特異性。除了含有催化結構域，即泛素結合結構域（UBC）外，根據是否含有末端擴展，可將E2s家族成員分為4類：即I類（只含催化結構域）、II類（含有氨基末端擴展）、III類（含羧基末端擴展）和IV類（含有氨基與羧基末端擴展），在人類中，多數的E2s家族成員參與泛素化修飾，但也有少數成員的功能仍未知。有一些泛素結合酶（E2）基因沒有被檢測到編碼任何mRNA或蛋白質，更有趣的是，研究者發現了一些泛素結合酶變體（UEVs），它們能夠和相應的E2s家族其他成員形成二聚體，從而催化底物蛋白的泛素化修飾，調節蛋白質的活性。如UBC13（UBE2N）-UEV-1A（UBE2V1）二聚體在多種蛋白激酶活化途徑誘導的細胞核轉錄因子NF-ĸB的活化中扮演著重要的角色。很多E2s成員存在於細胞核與細胞質中，有研究顯示E2s催化中心Cys的泛素化修飾對於調節自身的核輸入具有重要作用。但也有些E2s成員則通過某種機制被限制在特定的區域內發揮功能。這些證據都充分體現了E2s成員發揮功能依賴於自身的分布以及自身泛素化修飾。
在擬南芥中，大約有一半的E2s成員的生化特徵被描述，並且有很大一部分的擬南芥E2s成員都可以在酵母細胞中找到相應的同源物。然而，在擬南芥中有三種E2s基因家族表達的蛋白並沒有在芽殖酵母中找到同源物，但是卻在哺乳動物中存在相應的同源物。這是否暗示了在高等真核生物中，擴增的E2s家族成員扮演著重要的角色。這些都需要進一步的研究。擬南芥中的Ubc6（染色體上的位置：AT2g46030，基因文庫中的序列號：AAB32508)在酵母細胞中的同源物是Ubc8（染色體上的位置：Z29329，基因文庫中的序列號：Z29329），而Ubc8在酵母中的果糖1,6-二磷酸酶（FBPase)的降解過程中起著關鍵性的作用，這對研究擬南芥中Ubc6的功能有著重要的借鑑作用。
