MedUni Vienna розшифровує ферментативний механізм

(Відень, 12 вересня 2016 р.) Дослідницька група Альвіна Келера в лабораторіях імені Макса Ф. Перуца (MFPL) Віденського університету MedUni та Віденського університету розслідувала "вбивство", в якому була зосереджена "молекулярна куля", яка називається убиквітин стояв. Цей надзвичайно універсальний білок використовується в багатьох "кулях" клітин для цілей сигналізації, включаючи нуклеосому. В одному з прикладів убиквітин «вистрілюється» в певний залишок нуклеосоми під час процесу транскрипції, що приблизно відповідає вистрілюванню пострілу під час поїздки в поїзді. Підозрюваний вбивця, який випустив кулю убиквітину, - це фермент, який називається Bre1.

MedUni Vienna

У людини існує близько 20 000 генів, які кодують білки, але в даній клітині активується лише невелика кількість. Для регулювання генетичної інформації природа розробила складну систему, яка полегшує доступ до певних генів. Для цього він спирається на ДНК-гістоно-білковий комплекс, який називається нуклеосомою. Це ефективно упаковує генетичну інформацію у волокно, що називається хроматином, яке може відкриватися і закриватися при його зміні, активації або іммобілізації генів. Незліченні людські хвороби пов’язані з мутацією, втратою та неправильною спрямованістю регуляції генів. Тому розуміння біології хроматину є критичним.

«Злочин» (убіквітинація гістону H2B при лізині 123) був описаний вже в 1980 році; однак молекулярний механізм ще не з'ясований. Група Альвіна Келера в своїй останній публікації в PNAS змогла продемонструвати, як Bre1 ("вбивця") розпізнає нуклеосому ("жертву"), як Bre1 націлений на серце жертви (гістон H2B лізин 123) і як це Снаряд (убиквітин) стріляється з такою точністю. Це механістичне розуміння було результатом досліджень зшивання та мас-спектрометрії, що дозволило біохімічний запис леткої взаємодії між Bre1 та нуклеосомою, а також з'ясування точної топології на межі розділу.

Розкриття механізмів ідеального убиквітину, вистріленого в нуклеосому, є важливим кроком вперед, але це не вирішує справу. Інші "співучасники", ймовірно, допоможуть Bre1, тому команда зараз шукає більш відкриті сліди на Хроматині.

Структурний механізм розпізнавання та убіквітації одиничного залишку нуклеосоми Rad6 - Bre1
Лаура Д. Гальєго, Медіні Годгаонкар Стегер, Антон А. Полянський, Тобіас Шуберт, Боян Загровіч, Нін Чжен, Тім Клаузен, Франц Герцог та Альвін Келер
PNAS 2016; опубліковано перед виходом у пресу 6 вересня 2016 р., doi: 10.1073/pnas.1606863113