Ligasa de ubiquitina
Una ubiquitina ligasa (también llamada ubiquitina ligasa E3 ) es una proteína que recluta una enzima conjugadora de ubiquitina E2 que se ha cargado con ubiquitina , reconoce un sustrato proteico y ayuda o cataliza directamente la transferencia de ubiquitina desde el E2 al sustrato proteico. . En términos simples y más generales, lo que esto significa es que la ligasa permite el movimiento de ubiquitina desde un portador de ubiquitina a otra cosa (el sustrato) por algún mecanismo. La ubiquitina , una vez que llega a su destino, termina unida por un enlace isopéptido a un residuo de lisina , que es parte de la proteína diana. [2]Las ligasas E3 interactúan tanto con la proteína diana como con la enzima E2, y así imparten especificidad de sustrato a la E2. Comúnmente, los E3 poliubiquitinizan su sustrato con cadenas de ubiquitina unidas a Lys48, dirigidas al sustrato para su destrucción por el proteasoma . Sin embargo, son posibles muchos otros tipos de enlaces y alteran la actividad, las interacciones o la localización de una proteína. La ubiquitinación por ligasas E3 regula diversas áreas como el tráfico celular, la reparación del ADN y la señalización, y es de gran importancia en la biología celular. Las ligasas E3 también son actores clave en el control del ciclo celular, ya que median la degradación de ciclinas , así como proteínas inhibidoras de quinasas dependientes de ciclina . [3]El genoma humano codifica más de 600 supuestas ligasas E3, lo que permite una enorme diversidad de sustratos. [4]
La ubiquitina ligasa se denomina E3 y funciona junto con una enzima activadora de ubiquitina E1 y una enzima conjugadora de ubiquitina E2 . Hay una enzima E1 principal, compartida por todas las ligasas de ubiquitina, que usa ATP para activar la ubiquitina para la conjugación y la transfiere a una enzima E2. La enzima E2 interactúa con un socio E3 específico y transfiere la ubiquitina a la proteína diana . El E3, que puede ser un complejo de múltiples proteínas , es, en general, responsable de dirigir la ubiquitinación a proteínas de sustrato específicas . [ cita requerida ]
La reacción de ubiquitilación se desarrolla en tres o cuatro pasos dependiendo del mecanismo de acción de la ubiquitina ligasa E3. En el primer paso conservado, un residuo de cisteína E1 ataca la glicina C-terminal activada por ATP en la ubiquitina, dando como resultado un complejo tioéster Ub-S-E1. La energía de la hidrólisis de ATP y difosfato impulsa la formación de este tioéster reactivo, y los pasos posteriores son termoneutrales. A continuación, se produce una reacción de transtiolación, en la que un residuo de cisteína E2 ataca y reemplaza al E1. Las ligasas de tipo E3 de dominio HECT tendrán una reacción de transtiolación más para transferir la molécula de ubiquitina al E3, mientras que el dominio de dedo RING, mucho más comúnlas ligasas de tipo transfieren ubiquitina directamente desde E2 al sustrato. [5] El paso final en el primer evento de ubiquitilación es un ataque del grupo amina de lisina de la proteína objetivo, que eliminará la cisteína y formará un enlace isopéptido estable. [6] Una excepción notable a esto es la proteína p21 , que parece estar ubiquitilada usando su amina N-terminal, formando así un enlace peptídico con ubiquitina. [7]
Los seres humanos tienen ligasas E3 estimadas de 500-1000, que imparten especificidad de sustrato a E1 y E2. [8] Las ligasas E3 se clasifican en cuatro familias: HECT, RING-finger, U-box y PHD-finger. [8] Las ligasas RING-finger E3 son la familia más grande y contienen ligasas como el complejo promotor de anafase (APC) y el complejo SCF ( complejo proteico Skp1 - Cullin -F-box). Los complejos de SCF constan de cuatro proteínas: Rbx1, Cul1, Skp1, que son invariantes entre los complejos de SCF, y una proteína de caja F, que varía. Se han identificado alrededor de 70 proteínas F-box humanas. [9]Las proteínas de la caja F contienen una caja F, que se une al resto del complejo SCF, y un dominio de unión al sustrato, que le da al E3 su especificidad de sustrato. [8]
