Ubiquitina ligasa
Una ligasa de ubiquitina (también llamada ligasa de ubiquitina 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 E2 al sustrato proteico. . En términos simples y más generales, la ligasa permite el movimiento de la ubiquitina desde un portador de ubiquitina a otra cosa (el sustrato) mediante algún mecanismo. La ubiquitina , una vez que llega a su destino, acaba unida por un enlace isopeptídico a un residuo de lisina , que forma 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 poliubiquitinan su sustrato con cadenas de ubiquitina unidas a Lys48, apuntando al sustrato para su destrucción por el proteasoma . Sin embargo, muchos otros tipos de enlaces son posibles y alteran la actividad, las interacciones o la localización de una proteína. La ubiquitinación por las ligasas E3 regula diversas áreas, como el tráfico celular, la reparación del ADN y la señalización, y tiene una gran importancia en la biología celular. Las ligasas E3 también son actores clave en el control del ciclo celular, mediando la degradación de las ciclinas , así como las proteínas inhibidoras de quinasas dependientes de ciclina . [3]El genoma humano codifica más de 600 ligasas E3 supuestas, lo que permite una enorme diversidad de sustratos. [4]
La ligasa de ubiquitina 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 compañero E3 específico y transfiere la ubiquitina a la proteína objetivo . El E3, que puede ser un complejo multiproteico , es, en general, responsable de dirigir la ubiquitinación a proteínas 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 E3 del tipo de dominio HECT tendrán una reacción de transtiolación más para transferir la molécula de ubiquitina al E3, mientras que el dominio de dedo ANILLO mucho más comúnLas ligasas de tipo transfieren la ubiquitina directamente desde E2 al sustrato. [5] El paso final en el primer evento de ubiquitilación es un ataque del grupo amina de la lisina de la proteína diana, que eliminará la cisteína y formará un enlace isopeptídico 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 la ubiquitina. [7]
Los seres humanos tienen un estimado de 500-1000 ligasas E3, 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 la anafase (APC) y el complejo SCF ( complejo de proteína Skp1 - Cullin -F-box). Los complejos SCF constan de cuatro proteínas: Rbx1, Cul1, Skp1, que no varían entre los complejos SCF, y una proteína F-box, que varía. Se han identificado alrededor de 70 proteínas F-box humanas. [9]Las proteínas F-box contienen una F-box, que se une al resto del complejo SCF, y un dominio de unión al sustrato, que le da a E3 su especificidad de sustrato. [8]
