Дешифриран ензимен механизъм

(Виена, 12 септември 2016 г.) Изследователската група на Алвин Кьолер в лабораториите Макс. Ф. Перуц (MFPL) на MedUni Vienna и Виенския университет разследва „убийство“, при което „молекулярен куршум“, наречен убиквитин, е бил фокус стоеше. Този изключително гъвкав протеин се използва в много „куршуми“ на клетки за сигнални цели, включително нуклеозомата. В един пример убиквитинът се „изстрелва“ върху определен остатък от нуклеозома по време на процеса на транскрипция, което приблизително съответства на стрелбата по време на пътуване във влак. Подозираният убиец, който е изстрелял куршума с убиквитин, е ензим, наречен Bre1.

При хората има около 20 000 гена, които кодират протеини, но само малък брой се активират в дадена клетка. За да регулира генетичната информация, природата е разработила сложна система, която улеснява достъпа до определени гени. За целта се разчита на комплекс ДНК-хистон-протеин, наречен нуклеозома. Това ефективно пакетира генетичната информация във влакно, наречено хроматин, което може да се отваря и затваря, когато се променя, активира или обездвижва гени. Безброй човешки заболявания са свързани с мутация, загуба и неправилно насочена регулация на гените. Ето защо е изключително важно да се разбере биологията на хроматина.

„Престъплението“ (убиквитиниране на хистон H2B при лизин 123) вече е описано през 1980 г .; обаче молекулярният механизъм все още не е изяснен. Групата на Алвин Кьолер успя да демонстрира в последната си публикация в PNAS как Bre1 („убиецът“) разпознава нуклеозомата („жертвата“), как Bre1 се насочва към сърцето на жертвата (хистон H2B лизин 123) и как това Снаряд (убиквитин) се изстрелва с такава точност. Това механистично разбиране е резултат от проучвания на омрежване и масова спектрометрия, които позволяват биохимичния запис на летливото взаимодействие между Bre1 и нуклеозомата, както и изясняване на точната топология на границата.

Разкриването на механизмите зад перфектния убиквитин, изстрелян в нуклеозомата, е важна стъпка напред, но това не решава случая. Повече „съучастници“ вероятно ще помогнат на Bre1, така че сега екипът търси по-разкриващи отпечатъци от стъпки в Chromatin.

Структурен механизъм за разпознаване и убиквитинация на единичен нуклеозомен остатък от Rad6 - Bre1
Лора Д. Глаго, Медини Годгаонкар Стегер, Антон А. Полянски, Тобиас Шуберт, Боян Загрович, Нинг Женг, Тим Клаузен, Франц Херцог и Алвин Кьолер
PNAS 2016; публикувано преди да излезе на печат на 6 септември 2016 г., doi: 10.1073/pnas.1606863113