A MedUni Vienna dekódolja az enzimatikus mechanizmust

(Bécs, 2016. szeptember 12.) Alwin Köhler kutatócsoportja a Bécsi MedUni és a Bécsi Egyetem Max. F. Perutz Laboratóriumaiban (MFPL) egy "gyilkossági esetet" vizsgált, amelyben az ubiquitin nevű "molekuláris golyó" volt a hangsúly állt. Ezt a rendkívül sokoldalú fehérjét a sejtek sok "golyójában" használják jelzés céljából, beleértve a nukleoszómát is. Az egyik példában az ubiquitint a transzkripciós folyamat során egy bizonyos nukleoszóma maradékra „lövik”, ami nagyjából megfelel annak a lövésnek, amely vonaton halad. A gyanúsított gyilkos, aki kilőtte az ubiquitin golyót, a Bre1 nevű enzim.

enzimatikus

Körülbelül 20 000 gén van az emberekben, amelyek kódolják a fehérjéket, de csak egy kis szám aktiválódik egy adott sejtben. A genetikai információk szabályozására a természet kifejlesztett egy komplex rendszert, amely megkönnyíti bizonyos gének elérését. Ehhez egy nukleoszómának nevezett DNS-hiszton-fehérje komplexre támaszkodik. Ez hatékonyan bepakolja a genetikai információkat egy kromatin nevű rostba, amely kinyílhat és bezárhat, ha megváltozik, aktiválja vagy immobilizálja a géneket. Számtalan emberi betegség kapcsolódik a gének mutációjához, elvesztéséhez és rossz irányításához. Ezért kritikus a kromatatin biológia megértése.

A „bűncselekményt” (hiszton H2B ubikvitináció a 123. lizinnél) már 1980-ban leírták; a molekuláris mechanizmus azonban még nem tisztázott. Alwin Koehler csoportja a PNAS legújabb kiadványában bemutathatta, hogyan ismeri fel a Bre1 (a „gyilkos”) a nukleoszómát (az „áldozatot”), hogyan célozza meg a Bre1 az áldozat szívét (hiszton H2B lizin 123) és hogyan A lövedéket (ubiquitin) olyan pontosan lőik ki. Ez a mechanisztikus megértés a térhálósodás és a tömegspektrometriás vizsgálatok eredménye volt, amelyek lehetővé tették a Bre1 és a nukleoszóma közötti illékony kölcsönhatás biokémiai rögzítését, valamint a pontos topológia tisztázását a határfelületen.

A nukleoszómán lőtt tökéletes ubiquitin mögött álló mechanizmusok feltárása fontos előrelépés, de ez nem oldja meg az esetet. Valószínűleg több „cinkos” segít majd a Bre1-en, ezért a csapat most még több feltáró lábnyomot keres a Chromatinnál.

Strukturális mechanizmus egyetlen nukleoszóma-maradék Rad6 - Bre1 által történő felismerésére és ubiquitinizációjára
Laura D. Gallego, Medini Ghodgaonkar Steger, Anton A. Polyansky, Tobias Schubert, Bojan Zagrovic, Ning Zheng, Tim Clausen, Franz Herzog és Alwin Köhler
PNAS 2016; megjelent 2016. szeptember 6-án, mielőtt a sajtó alá került volna, doi: 10.1073/pnas.1606863113