MedUni Viena decodează mecanismul enzimatic
(Viena, 12 septembrie 2016) Grupul de cercetare al lui Alwin Köhler de la Laboratoarele Max. F. Perutz (MFPL) din MedUni Viena și Universitatea din Viena au investigat o „crimă” în care s-a concentrat un „glonț molecular” numit ubiquitin. statea. Această proteină extrem de versatilă este utilizată în multe „gloanțe” în scopuri de semnalizare, inclusiv nucleozomul. Într-un exemplu, ubiquitina este „împușcată” la un anumit reziduu de nucleozomi în timpul procesului de transcriere, care corespunde aproximativ cu tragerea unei lovituri în timp ce conduceți pe un tren. Ucigașul suspect care a tras glonțul ubiquitin este o enzimă numită Bre1.
Există în jur de 20.000 de gene la om care codifică proteinele, dar doar un număr mic sunt activate într-o anumită celulă. Pentru a reglementa informațiile genetice, natura a dezvoltat un sistem complicat care facilitează accesul la anumite gene. Pentru a face acest lucru, se bazează pe un complex ADN-histonă-proteină numit nucleozom. Aceasta împachetează în mod eficient informațiile genetice într-o fibră numită cromatină, care se poate deschide și închide atunci când se schimbă, activând sau imobilizând genele. Nenumărate boli umane sunt legate de mutația, pierderea și reglarea greșită a genelor. Înțelegerea biologiei cromatinei este deci esențială.
„Crima” (ubiquitinarea histonei H2B la lizina 123) a fost deja descrisă în 1980; cu toate acestea, mecanismul molecular nu a fost încă clarificat. Grupul lui Alwin Koehler a reușit să arate în publicația actuală din PNAS cum Bre1 („ucigașul”) recunoaște nucleozomul („victima”), cum Bre1 țintește inima victimei (histonă H2B lizină 123) și cum Proiectilul (ubiquitina) este tras cu o asemenea precizie. Această înțelegere mecanicistă a fost rezultatul studiilor de reticulare și spectrometrie de masă, care au permis înregistrarea biochimică a interacțiunii volatile dintre Bre1 și nucleozom, precum și elucidarea topologiei precise la interfață.
Descoperirea mecanismelor din spatele ubiquitinei perfecte împușcate asupra nucleozomului este un pas important înainte, dar asta nu rezolvă cazul. Este posibil ca mai mulți „complici” să-l ajute pe Bre1, astfel încât echipa caută acum amprente mai revelatoare la Chromatin.
Mecanism structural pentru recunoașterea și ubiquitinarea unui singur reziduu de nucleozomi de către Rad6 - Bre1
Laura D. Gallego, Medini Ghodgaonkar Steger, Anton A. Polyansky, Tobias Schubert, Bojan Zagrovic, Ning Zheng, Tim Clausen, Franz Herzog și Alwin Köhler
PNAS 2016; publicat înainte de a merge la presă pe 6 septembrie 2016, doi: 10.1073/pnas.1606863113