NEDD8 es una proteína que en humanos está codificada por el gen NEDD8 . [4] [5] (En Saccharomyces cerevisiae, esta proteína se conoce como Rub1 ). Esta proteína similar a la ubiquitina (ULP) se conjuga covalentemente con un número limitado de proteínas celulares de una manera análoga a la ubiquitinación . El NEDD8 humano comparte una identidad de secuencia de aminoácidos del 60% con la ubiquitina. Los sustratos principales conocidos de la modificación de NEDD8 son Cullinsubunidades de ligasas de ubiquitina E3 basadas en Cullin, que son activas solo cuando están neddyladas. Su NEDDylation es fundamental para el reclutamiento de E2 al complejo de ligasa, facilitando así la conjugación de ubiquitina. Por tanto, la modificación de NEDD8 se ha implicado en la progresión del ciclo celular y la regulación citoesquelética.
• localización de la proteína • anatómica morfogénesis estructura • proceso de modificación de la proteína celular • la transformación de receptor beta del factor de crecimiento vía de señalización • respuesta a compuesto orgánico cíclico • dependiente de ubiquitina proceso catabólico proteína • proteolisis • neddylation proteína • deubiquitination proteína • celular hierro homeostasis de iones • ubiquitinación de proteínas • modificación de la proteína postraduccional • proceso catabólico de la proteína dependiente de la modificación • regulación de la proteólisis
Fuentes: Amigo / QuickGO
Ortólogos
Especies
Humano
Ratón
Entrez
4738
18002
Ensembl
ENSG00000129559 ENSG00000285246
ENSMUSG00000010376
UniProt
Q15843
P29595
RefSeq (ARNm)
NM_006156
NM_008683
RefSeq (proteína)
NP_006147
NP_032709
Ubicación (UCSC)
Crónicas 14: 24,22 - 24,23 Mb
n / A
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Activación y conjugación
Al igual que con la ubiquitina y SUMO, NEDD8 se conjuga con proteínas celulares después de que se procesa su cola C-terminal. La enzima E1 que activa NEDD8 es un heterodímero compuesto por subunidades APPBP1 y UBA3. [6] La enzima APPBP1 / UBA3 tiene homología con las mitades N- y C-terminales de la enzima ubiquitina E1, respectivamente. La subunidad UBA3 contiene el centro catalítico y activa NEDD8 en una reacción dependiente de ATP formando un intermedio tiolester de alta energía. El NEDD8 activado se transfiere posteriormente a la enzima UbcH12 E2 y luego se conjuga con sustratos específicos en presencia de las ligasas E3 apropiadas.
Sustratos para NEDD8
Según lo revisado por Brown et al., [7] los sustratos de NEDD8 activado mejor caracterizados son las cullinas (CUL1, 2, 3, 4A, 4B, 5 y 7 y PARC en células humanas), que sirven como andamios moleculares para cullin- RING ubiquitin ligasas (CRL). La neddylación da como resultado la conjugación covalente de un resto de NEDD8 en un residuo de lisina de culina conservado . [8] La neddylación de Cullin aumenta la actividad de ubiquitilación de CRL a través de cambios conformacionales que optimizan la transferencia de ubiquitina a las proteínas diana.
Eliminación
Hay varias proteasas diferentes que pueden eliminar NEDD8 de los conjugados de proteínas. Las proteasas UCHL1, UCHL3 y USP21 tienen especificidad dual para NEDD8 y ubiquitina. Las proteasas específicas para la eliminación de NEDD8 son el signalosoma COP9 que elimina NEDD8 de la subunidad CUL1 de las ubiquitina ligasas de SCF y NEDP1 (o DEN1, SENP8). [9]
Papel en la reparación del ADN
Como lo muestran Brown et al., [7] La acumulación de NEDD8 en los sitios de daño del ADN es un proceso muy dinámico. La neddylación es necesaria durante un período corto de la subruta de reparación global del genoma (GGR) de la reparación por escisión de nucleótidos del ADN (NER). En GGR de NER, después de que el daño al ADN es causado por la irradiación UV, NEDD8 activa Cul4A en el complejo de proteína de unión al daño del ADN 2 ( DDB2 ), y esto permite que GGR-NER proceda a eliminar el daño. [10]
Neddylation también tiene un papel en la reparación de roturas de doble hebra. [7] La unión de extremos no homólogos (NHEJ) es una vía de reparación del ADN que se usa con frecuencia para reparar roturas de doble hebra del ADN. El primer paso en esta vía depende del heterodímero Ku70 / Ku80 que forma una estructura de anillo muy estable que rodea los extremos del ADN. [11] Pero el heterodímero Ku debe eliminarse cuando se completa NHEJ, o bloquea la transcripción o la replicación. El heterodímero de Ku se ubiquitila de una manera dependiente del daño del ADN y de la neddylación para promover la liberación de Ku y otros factores NHEJ del sitio de reparación después de que se completa el proceso. [7]
En quimioterapia contra el cáncer
Como se discutió por Jin y Roberston en su revisión, [12] el silenciamiento de un gen de reparación del ADN por hiper metilación de su promotor puede ser un paso muy temprano en la progresión a cáncer. Se propone que el silenciamiento de un gen de reparación de ADN a nivel de transcripción actúe de manera similar a una mutación de la línea germinal en un gen de reparación de ADN. La pérdida de la capacidad de reparación del ADN por cualquier mecanismo introduce inestabilidad del genoma y predispone a la célula y sus descendientes a la progresión al cáncer. Los genes de reparación del ADN silenciados epigenéticamente se producen con frecuencia en los 17 cánceres más comunes (véase, por ejemplo, Frecuencia de hipermetilación de los genes de reparación del ADN en el cáncer ). [12]
Como se discutió anteriormente, el NEDD8 activado es necesario en dos vías de reparación del ADN: NER y NHEJ . Si se inhibe la activación de NEDD8, las células con deficiencia inducida de NER o NHEJ pueden morir debido a una reparación deficiente del ADN que conduce a la acumulación de daños en el ADN. El efecto de la inhibición de NEDD8 puede ser mayor para las células cancerosas que para las células normales si las células cancerosas son independientemente deficientes en la reparación del ADN debido al silenciamiento epigenético previo de los genes de reparación del ADN activos en vías alternativas (ver letalidad sintética ).
El pevonedistat (MLN4924), un fármaco que inhibe la activación de NEDD8, ha mostrado un efecto terapéutico significativo en cuatro ensayos clínicos de cáncer de fase I en 2015-2016. Estos incluyen ensayos con pevonedistat contra leucemia mieloide aguda y síndromes mielodisplásicos, [13] mieloma o linfoma múltiple recidivante / refractario, [14] melanoma metastásico, [15] y tumores sólidos avanzados. [dieciséis]
En estudios preclínicos
Neddylation PPARγ
PPARγ tiene un papel crucial en la adipogénesis y la acumulación de lípidos dentro de los adipocitos (células grasas). [17] NEDD8 activado estabiliza PPARγ, lo que permite un aumento de la adipogénesis. En experimentos con ratones, el pevonedistat , un fármaco que inhibe la activación de NEDD8, previno la obesidad inducida por una dieta alta en grasas y la intolerancia a la glucosa. [17]
NF-κB y NEDD8
La actividad transcripcional de NF-κB está regulada principalmente por la interacción física con las proteínas inhibidoras IκB (IκBα e IκBβ), lo que evita su translocación nuclear. [18] La degradación de la subunidad IκBα de IκB está mediada por ubiquitinación, y esta ubiquitinación depende de neddylation. [19] El pevonedistat (MLN4924) inhibe la activación de NEDD8, que luego inhibe la ubiquitinación de IκBα, y esto inhibe la translocación de NF-κB al núcleo. [18]
El pevonedistat, a través de sus efectos sobre NF-κB y un objetivo de NF-κB (microRNA-155), prolongó la supervivencia de ratones injertados con células leucémicas. [18]
Cáncer colonrectal
Se encontró que la inhibición de la activación de NEDD8 por pevonedistat induce la detención del crecimiento y la apoptosis en 16/122 (13%) líneas celulares de cáncer colorrectal (CRC). Otros análisis en xenoinjertos tumorales derivados de pacientes revelaron que el pevonedistat es eficaz en el CCR mucinoso de grado alto y pobremente diferenciado. [20]
Interacciones
Se ha demostrado que NEDD8 interactúa con:
Receptor de hidrocarburos arilo , [21]
NUB1 , [22] [23]
UBE1C , [24]
UBE2M , [24] y
UCHL3 . [25]
Referencias
^ a b c ENSG00000285246 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000129559, ENSG00000285246 - Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^"Referencia de PubMed del ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^Kamitani T, Kito K, Nguyen HP, Yeh ET (noviembre de 1997). "Caracterización de NEDD8, una proteína similar a la ubiquitina regulada por disminución del desarrollo" . La revista de química biológica . 272 (45): 28557–62. doi : 10.1074 / jbc.272.45.28557 . PMID 9353319 .
^"Entrez Gene: célula precursora neural NEDD8 expresada, regulada por disminución del desarrollo 8" .
^Walden H, Podgorski MS, Huang DT, Miller DW, Howard RJ, Minor DL, Holton JM, Schulman BA (diciembre de 2003). "La estructura del complejo APPBP1-UBA3-NEDD8-ATP revela la base para la activación selectiva de una proteína similar a la ubiquitina por un E1" . Célula molecular . 12 (6): 1427–37. doi : 10.1016 / s1097-2765 (03) 00452-0 . PMID 14690597 .
^ a b c dBrown JS, Lukashchuk N, Sczaniecka-Clift M, Britton S, le Sage C, Calsou P, Beli P, Galanty Y, Jackson SP (mayo de 2015). "Neddylation promueve la ubiquitilación y la liberación de Ku de los sitios de daño del ADN" . Informes de celda . 11 (5): 704-14. doi : 10.1016 / j.celrep.2015.03.058 . PMC 4431666 . PMID 25921528 .
^Pan ZQ, Kentsis A, Dias DC, Yamoah K, Wu K (marzo de 2004). "Nedd8 en cullin: construcción de una vía rápida a la destrucción de proteínas" . Oncogén . 23 (11): 1985–97. doi : 10.1038 / sj.onc.1207414 . PMID 15021886 .
^"Descripción general de los reactivos Boston Biochem NEDD8" . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2008 . Consultado el 29 de abril de 2008 .
^Groisman R, Polanowska J, Kuraoka I, Sawada J, Saijo M, Drapkin R, Kisselev AF, Tanaka K, Nakatani Y (mayo de 2003). "La actividad de ubiquitina ligasa en los complejos DDB2 y CSA está regulada diferencialmente por el signalosoma COP9 en respuesta al daño del ADN" . Celular . 113 (3): 357–67. doi : 10.1016 / s0092-8674 (03) 00316-7 . PMID 12732143 .
^Walker JR, Corpina RA, Goldberg J (agosto de 2001). "Estructura del heterodímero Ku unido al ADN y sus implicaciones para la reparación de rotura de doble cadena". Naturaleza . 412 (6847): 607-14. Código Bibliográfico : 2001Natur.412..607W . doi : 10.1038 / 35088000 . PMID 11493912 .
^ a bJin B, Robertson KD (2013). ADN metiltransferasas, reparación de daños en el ADN y cáncer . Avances en Medicina y Biología Experimental . 754 . págs. 3–29. doi : 10.1007 / 978-1-4419-9967-2_1 . ISBN 978-1-4419-9966-5. PMC 3707278 . PMID 22956494 .
^Swords RT, Erba HP, DeAngelo DJ, Bixby DL, Altman JK, Maris M, Hua Z, Blakemore SJ, Faessel H, Sedarati F, Dezube BJ, Giles FJ, Medeiros BC (mayo de 2015). "Pevonedistat (MLN4924), un inhibidor de la enzima activadora de NEDD8 de primera en su clase, en pacientes con leucemia mieloide aguda y síndromes mielodisplásicos: un estudio de fase 1" (PDF) . Revista británica de hematología . 169 (4): 534–43. doi : 10.1111 / bjh.13323 . PMID 25733005 .
^Shah JJ, Jakubowiak AJ, O'Connor OA, Orlowski RZ, Harvey RD, Smith MR, Lebovic D, Diefenbach C, Kelly K, Hua Z, Berger AJ, Mulligan G, Faessel HM, Tirrell S, Dezube BJ, Lonial S ( Enero de 2016). "Estudio de fase I del nuevo inhibidor de la enzima activadora de NEDD8-Pevonedistat (MLN4924) en investigación en pacientes con mieloma o linfoma múltiple en recaída / refractario" . Investigación clínica del cáncer . 22 (1): 34–43. doi : 10.1158 / 1078-0432.CCR-15-1237 . PMC 5694347 . PMID 26561559 .
^Bhatia S, Pavlick AC, Boasberg P, Thompson JA, Mulligan G, Pickard MD, Faessel H, Dezube BJ, Hamid O (agosto de 2016). "Un estudio de fase I del inhibidor de la enzima activadora de NEDD8 en investigación pevonedistat (TAK-924 / MLN4924) en pacientes con melanoma metastásico" . Nuevos medicamentos en investigación . 34 (4): 439–49. doi : 10.1007 / s10637-016-0348-5 . PMC 4919369 . PMID 27056178 .
^Sarantopoulos J, Shapiro GI, Cohen RB, Clark JW, Kauh JS, Weiss GJ, Cleary JM, Mahalingam D, Pickard MD, Faessel HM, Berger AJ, Burke K, Mulligan G, Dezube BJ, Harvey RD (febrero de 2016). "Estudio de fase I del inhibidor de la enzima activadora de NEDD8 en investigación Pevonedistat (TAK-924 / MLN4924) en pacientes con tumores sólidos avanzados" . Investigación clínica del cáncer . 22 (4): 847–57. doi : 10.1158 / 1078-0432.CCR-15-1338 . PMID 26423795 .
^ a bPark HS, Ju UI, Park JW, Song JY, Shin DH, Lee KH, Jeong LS, Yu J, Lee HW, Cho JY, Kim SY, Kim SW, Kim JB, Park KS, Chun YS (agosto de 2016). "La neddylation de PPARγ esencial para la adipogénesis es un objetivo potencial para el tratamiento de la obesidad" . Muerte y diferenciación celular . 23 (8): 1296–311. doi : 10.1038 / cdd.2016.6 . PMC 4947677 . PMID 26990658 .
^ a b cKhalife J, Radomska HS, Santhanam R, Huang X, Neviani P, Saultz J, Wang H, Wu YZ, Alachkar H, Anghelina M, Dorrance A, Curfman J, Bloomfield CD, Medeiros BC, Perrotti D, Lee LJ, Lee RJ , Caligiuri MA, Pichiorri F, Croce CM, Garzon R, Guzman ML, Mendler JH, Marcucci G (octubre de 2015). "Orientación farmacológica de miR-155 a través del inhibidor de la enzima activadora de NEDD8 MLN4924 (Pevonedistat) en la leucemia mieloide aguda FLT3-ITD" . Leucemia . 29 (10): 1981–92. doi : 10.1038 / leu.2015.106 . PMC 4868182 . PMID 25971362 .
^Frolova MA, Gudkova RG, Bol'shukhina LA, Novoselova VN (octubre de 1978). "[Fenómeno de mejora en ratones con un trasplante de corazón heterotópico]". Zhurnal Mikrobiologii, Epidemiologii, I Immunobiologii . 20 (10): 36–40. PMID 85397 .
^Picco G, Petti C, Sassi F, Grillone K, Migliardi G, Rossi T, Isella C, Di Nicolantonio F, Sarotto I, Sapino A, Bardelli A, Trusolino L, Bertotti A, Medico E (febrero de 2017). "Eficacia de la inhibición de la vía NEDD8 en modelos preclínicos de cáncer colorrectal clínicamente agresivo, pobremente diferenciado" . Revista del Instituto Nacional del Cáncer . 109 (2): djw209. doi : 10.1093 / jnci / djw209 . PMID 27771609 .
^Antenos M, Casper RF, Brown TJ (noviembre de 2002). "La interacción con Nedd8, una proteína similar a la ubiquitina, mejora la actividad transcripcional del receptor de hidrocarburo de arilo" . La revista de química biológica . 277 (46): 44028–34. doi : 10.1074 / jbc.M202413200 . PMID 12215427 .
^Hipp MS, Raasi S, Groettrup M, Schmidtke G (abril de 2004). "NEDD8 ultimate buster-1L interactúa con la proteína de tipo ubiquitina FAT10 y acelera su degradación" . La revista de química biológica . 279 (16): 16503–10. doi : 10.1074 / jbc.M310114200 . PMID 14757770 .
^Kamitani T, Kito K, Fukuda-Kamitani T, Yeh ET (diciembre de 2001). "Orientación de NEDD8 y sus conjugados para la degradación proteasomal por NUB1" . La revista de química biológica . 276 (49): 46655–60. doi : 10.1074 / jbc.M108636200 . PMID 11585840 .
^ a bGong L, Yeh ET (abril de 1999). "Identificación de las enzimas de activación y conjugación de la vía de conjugación NEDD8" . La revista de química biológica . 274 (17): 12036–42. doi : 10.1074 / jbc.274.17.12036 . PMID 10207026 .
^Wada H, Kito K, Caskey LS, Yeh ET, Kamitani T (octubre de 1998). "Escisión del extremo C-terminal de NEDD8 por UCH-L3". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 251 (3): 688–92. doi : 10.1006 / bbrc.1998.9532 . PMID 9790970 .
Otras lecturas
Xirodimas DP (octubre de 2008). "Nuevos sustratos y funciones para la molécula similar a la ubiquitina NEDD8". Transacciones de la sociedad bioquímica . 36 (Parte 5): 802–6. doi : 10.1042 / BST0360802 . PMID 18793140 .
Kumar S, Tomooka Y, Noda M (junio de 1992). "Identificación de un conjunto de genes con expresión regulada por disminución del desarrollo en el cerebro del ratón". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 185 (3): 1155–61. doi : 10.1016 / 0006-291X (92) 91747-E . PMID 1378265 .
Kumar S, Yoshida Y, Noda M (agosto de 1993). "Clonación de un ADNc que codifica una nueva proteína similar a la ubiquitina". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 195 (1): 393–9. doi : 10.1006 / bbrc.1993.2056 . PMID 8395831 .
Bonaldo MF, Lennon G, Soares MB (septiembre de 1996). "Normalización y resta: dos enfoques para facilitar el descubrimiento de genes" . Investigación del genoma . 6 (9): 791–806. doi : 10.1101 / gr.6.9.791 . PMID 8889548 .
Osaka F, Kawasaki H, Aida N, Saeki M, Chiba T, Kawashima S, Tanaka K, Kato S (agosto de 1998). "Un nuevo sistema de ligadura NEDD8 para cullin-4A" . Genes y desarrollo . 12 (15): 2263–8. doi : 10.1101 / gad.12.15.2263 . PMC 317039 . PMID 9694792 .
Wada H, Kito K, Caskey LS, Yeh ET, Kamitani T (octubre de 1998). "Escisión del extremo C-terminal de NEDD8 por UCH-L3". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 251 (3): 688–92. doi : 10.1006 / bbrc.1998.9532 . PMID 9790970 .
Whitby FG, Xia G, Pickart CM, Hill CP (diciembre de 1998). "Estructura cristalina de la proteína NEDD8 similar a la ubiquitina humana e interacciones con las enzimas de la vía de la ubiquitina" . La revista de química biológica . 273 (52): 34983–91. doi : 10.1074 / jbc.273.52.34983 . PMID 9857030 .
Gong L, Yeh ET (abril de 1999). "Identificación de las enzimas de activación y conjugación de la vía de conjugación NEDD8" . La revista de química biológica . 274 (17): 12036–42. doi : 10.1074 / jbc.274.17.12036 . PMID 10207026 .
Gong L, Li B, Millas S, Yeh ET (abril de 1999). "Clonación molecular y caracterización de AOS1 y UBA2 humanos, componentes del complejo enzimático activador de sentrina" . Cartas FEBS . 448 (1): 185–9. doi : 10.1016 / S0014-5793 (99) 00367-1 . PMID 10217437 .
Liakopoulos D, Büsgen T, Brychzy A, Jentsch S, Pause A (mayo de 1999). "La conjugación de la proteína similar a la ubiquitina NEDD8 a cullin-2 está vinculada a la función supresora de tumores de von Hippel-Lindau" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 96 (10): 5510–5. Código Bibliográfico : 1999PNAS ... 96.5510L . doi : 10.1073 / pnas.96.10.5510 . PMC 21890 . PMID 10318914 .
Singer JD, Gurian-West M, Clurman B, Roberts JM (septiembre de 1999). "Cullin-3 se dirige a la ciclina E para ubiquitinación y controla la fase S en células de mamíferos" . Genes y desarrollo . 13 (18): 2375–87. doi : 10.1101 / gad.13.18.2375 . PMC 317026 . PMID 10500095 .
Simeoni S, Mancini MA, Stenoien DL, Marcelli M, Weigel NL, Zanisi M, Martini L, Poletti A (enero de 2000). "La muerte de las células motoneuronales no se correlaciona con la formación agregada de receptores de andrógenos que contienen un tracto de poliglutamina alargado" (PDF) . Genética molecular humana . 9 (1): 133–44. doi : 10.1093 / hmg / 9.1.133 . PMID 10587588 .
Hori T, Osaka F, Chiba T, Miyamoto C, Okabayashi K, Shimbara N, Kato S, Tanaka K (noviembre de 1999). "Modificación covalente de todos los miembros de proteínas de la familia de la culina humana por NEDD8" . Oncogén . 18 (48): 6829–34. doi : 10.1038 / sj.onc.1203093 . PMID 10597293 .
Lea MA, Brownell JE, Gladysheva TB, Hottelet M, Parent LA, Coggins MB, Pierce JW, Podust VN, Luo RS, Chau V, Palombella VJ (abril de 2000). "La modificación de Nedd8 de cul-1 activa SCF (beta (TrCP)) - ubiquitinación dependiente de IkappaBalpha" . Biología Molecular y Celular . 20 (7): 2326–33. doi : 10.1128 / MCB.20.7.2326-2333.2000 . PMC 85397 . PMID 10713156 .
Morimoto M, Nishida T, Honda R, Yasuda H (abril de 2000). "La modificación de cullin-1 por la proteína de tipo ubiquitina Nedd8 mejora la actividad de SCF (skp2) hacia p27 (kip1)". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 270 (3): 1093–6. doi : 10.1006 / bbrc.2000.2576 . PMID 10772955 .
Wada H, Yeh ET, Kamitani T (junio de 2000). "Un mutante de UBC12 dominante-negativo secuestra NEDD8 e inhibe la conjugación de NEDD8 in vivo" . La revista de química biológica . 275 (22): 17008–15. doi : 10.1074 / jbc.275.22.17008 . PMID 10828074 .
Kito K, Yeh ET, Kamitani T (junio de 2001). "NUB1, una proteína que interactúa con NEDD8, es inducida por interferón y regula negativamente la expresión de NEDD8" . La revista de química biológica . 276 (23): 20603–9. doi : 10.1074 / jbc.M100920200 . PMID 11259415 .
Kamitani T, Kito K, Fukuda-Kamitani T, Yeh ET (diciembre de 2001). "Orientación de NEDD8 y sus conjugados para la degradación proteasomal por NUB1" . La revista de química biológica . 276 (49): 46655–60. doi : 10.1074 / jbc.M108636200 . PMID 11585840 .
Wu K, Chen A, Tan P, Pan ZQ (enero de 2002). "El núcleo de ubiquitina ligasa ROC1-CUL1 conjugado con Nedd8 utiliza residuos de superficie cargados con Nedd8 para un ensamblaje eficaz de la cadena de poliubiquitina catalizada por Cdc34" . La revista de química biológica . 277 (1): 516–27. doi : 10.1074 / jbc.M108008200 . PMID 11675391 .