Degron – Wikipedia

Teil eines Proteins, das die Abbauraten reguliert

Hier in grün dargestellt ist IkBa, der Inhibitor von NF-κB und Regulator des Immunsystems. Die rote Region hebt ein Ubiquitin-unabhängiges Degron hervor

EIN degron ist ein Teil eines Proteins, der für die Regulierung der Proteinabbauraten wichtig ist. Bekannte Degrons umfassen kurze Aminosäuresequenzen,^[1] Strukturmotive^[2] und exponierte Aminosäuren (oft Lysin^[3] oder Arginin^[4]) befindet sich irgendwo im Protein. In der Tat können einige Proteine ​​sogar mehrere Degrons enthalten.^[2][5] Degrons kommen in einer Vielzahl von Organismen vor, von den N-Degrons (siehe N-End-Regel), die zuerst in Hefe charakterisiert wurden^[6] zur PEST-Sequenz der Maus-Ornithin-Decarboxylase.^[7] Degrons wurden in Prokaryoten identifiziert^[8] sowie Eukaryoten. Während es viele Arten unterschiedlicher Degrons gibt und selbst innerhalb dieser Gruppen ein hohes Maß an Variabilität aufweist, sind Degrons alle ähnlich, da sie an der Regulierung der Geschwindigkeit des Proteinabbaus beteiligt sind.^[9][10][11] Ähnlich wie die Mechanismen des Proteinabbaus (siehe Proteolyse) werden Mechanismen nach ihrer Abhängigkeit oder ihrem Fehlen von Ubiquitin, einem kleinen Protein, das am proteasomalen Proteinabbau beteiligt ist, kategorisiert.^[12][13][14] Degrons können auch als “Ubiquitin-abhängig” bezeichnet werden.^[9] oder “Ubiquitin-unabhängig”.^[10][11]

Ubiquitin-abhängige Degrons werden so genannt, weil sie am Polyubiquitinierungsprozess beteiligt sind, um ein Protein auf das Proteasom auszurichten.^[15][16] In einigen Fällen dient das Degron selbst als Ort für die Polyubiquitinierung, wie dies bei TAZ- und β-Catenin-Proteinen zu sehen ist.^[17] Da der genaue Mechanismus, durch den ein Degron an der Polyubiqutination eines Proteins beteiligt ist, nicht immer bekannt ist, werden Degrons als Ubiquitin-abhängig eingestuft, wenn ihre Entfernung aus dem Protein zu einer geringeren Ubiquitinierung führt oder wenn ihre Zugabe zu einem anderen Protein zu mehr Ubiquitinierung führt.^[18][19]

Im Gegensatz dazu sind Ubiquitin-unabhängige Degrons für die Polyubiquitinierung ihres Proteins nicht erforderlich. Beispielsweise wurde nicht gezeigt, dass das Degron auf IkBa, einem Protein, das an der Regulation des Immunsystems beteiligt ist, an der Ubiquitinierung beteiligt ist, da seine Zugabe zu grün fluoreszierendem Protein (GFP) die Ubiquitinierung nicht erhöhte.^[2] Ein Degron kann jedoch nur auf den Mechanismus hinweisen, durch den ein Protein abgebaut wird^[20] Das Identifizieren und Klassifizieren eines Degrons ist daher nur der erste Schritt zum Verständnis des Abbauprozesses für sein Protein.

Identifizierung[edit]

Dargestellt ist ein Diagramm, das zwei im Text beschriebene Degron-Identifizierungsverfahren darstellt. Beim ersten (grünen) Verfahren bleibt die unveränderte Form des Proteins im Laufe der Zeit reichlich vorhanden, während die mutierte Form, die einen Degron-Kandidaten enthält, schnell abnimmt. Bei der zweiten (roten) Prozedur nimmt die unveränderte Form eines Proteins, das den Degron-Kandidaten enthält, mit der Zeit schnell ab, während die von ihrem Degron befreite Mutantenform reichlich vorhanden bleibt. A ‘gegen A werden verwendet, um Proteinformen zu notieren, die das Degron enthalten, und nicht das Degron enthalten.

Um einen Teil eines Proteins als Degron zu identifizieren, werden häufig drei Schritte durchgeführt.^[2][19][20] Zunächst wird der Degron-Kandidat an ein stabiles Protein wie GFP fusioniert, und die Proteinhäufigkeit über die Zeit wird zwischen dem unveränderten Protein und der Fusion verglichen (wie in grün gezeigt).^[21] Wenn der Kandidat tatsächlich ein Degron ist, nimmt die Häufigkeit des Fusionsproteins viel schneller ab als die des unveränderten Proteins.^[9][10][11] Zweitens ist eine mutierte Form des Degron-Proteins so konzipiert, dass ihm der Degron-Kandidat fehlt. Ähnlich wie zuvor wird die Häufigkeit des mutierten Proteins über die Zeit mit der des unveränderten Proteins verglichen (wie in rot gezeigt). Wenn der gelöschte Degron-Kandidat tatsächlich ein Degron ist, nimmt die mutierte Proteinhäufigkeit viel langsamer ab als die des unveränderten Proteins.^[9][10][11] Denken Sie daran, dass Degrons häufig als “Ubiquitin-abhängig” oder “Ubiquitin-unabhängig” bezeichnet werden. Der dritte Schritt wird häufig nach einem oder beiden der beiden vorhergehenden Schritte ausgeführt, da er dazu dient, die Ubiquitin-Abhängigkeit oder das Fehlen eines früheren zu identifizieren identifizierter Degron. In diesem Schritt werden Protein A und A ‘(in jeder Hinsicht identisch, außer dass Degron in A’ vorhanden ist) untersucht. Es ist zu beachten, dass hier Mutations- oder Fusionsverfahren durchgeführt werden könnten, also ist entweder A ein Protein wie GFP und A ‘ist eine Fusion von GFP mit dem Degron (wie in grün gezeigt) oder A’ ist das Degronprotein und A ist eine mutierte Form ohne das Degron (wie in Rot gezeigt) Die Menge an Ubiquitin, die an A und an A ‘gebunden ist, wird gemessen.^[2][7][20] Ein signifikanter Anstieg der Ubiquitinmenge in A ‘im Vergleich zu A legt nahe, dass das Degron Ubiquitin-abhängig ist.^[2][9]

Verweise[edit]

Siehe auch[edit]