旁系同源物 CUL 4 A 和 CUL 4 B 组装 cullin-RING E 3 泛素连接酶 (CRL) 复合物,调节多种染色质相关的细胞功能。尽管它们结构相似,但我们发现 CUL 4 B 独特的 N 端延伸在有丝分裂期间被大量磷酸化,而磷酸化模式在导致 X 连锁智力残疾 (XLID) 的 CUL 4 BP 50 L 突变中受到干扰。表型表征和突变分析表明,CUL 4 B 磷酸化是有效进行有丝分裂、控制纺锤体定位和皮质张力所必需的。虽然 CUL 4 B 磷酸化触发染色质排斥,但它促进与肌动蛋白调节剂和两个以前未被认识的 CUL 4 B 特异性底物受体 (DCAF) LIS 1 和 WDR 1 的结合。事实上,共免疫沉淀实验和生化分析表明 LIS 1 和 WDR 1 与 DDB 1 相互作用,并且 CUL 4 B 的磷酸化 N 端结构域增强了它们的结合。最后,人类前脑类器官模型表明 CUL 4 B 是形成与前脑分化开始相关的稳定脑室结构所必需的。总之,我们的研究发现了以前未被发现的与有丝分裂和大脑发育相关的 DCAF,它们通过磷酸化依赖机制特异性结合 CUL 4 B,但不结合 CUL 4 BP 50 L 患者突变体。
为了解决这个问题,并促进了对改良的寡核的快速,简单,高产的,荧光团的附件,我们在这里证明了固定的T4 DNA连接酶(IM T4 DNA连接酶,NEB#M0569)的易于有效使用。目标寡聚包含一个昂贵且难以合同的环嘧啶二聚体(CPD)(2)我们附加了5´FAM荧光团以可视化相应酶促反应的修饰(图2,第2页)。采用相应片段的适当化学计量比,可以立即通过毛细管电泳进行筛查,从而可以立即进行纯化的无连接反应。重要的是要注意连接酶反应中3´的寡磷酸成分中5´磷酸盐的要求。可以化学引入磷酸盐或使用T4多核苷酸激酶(NEB#M0201)添加。
为了解决这个问题,并促进了对改良的寡核的快速,简单,高产的,荧光团的附件,我们在这里证明了固定的T4 DNA连接酶(IM T4 DNA连接酶,NEB#M0569)的易于有效使用。目标寡聚包含一个昂贵且难以合同的环嘧啶二聚体(CPD)(2)我们附加了5´FAM荧光团以可视化相应酶促反应的修饰(图2,第2页)。采用相应片段的适当化学计量比,可以立即通过毛细管电泳进行筛查,从而可以立即进行纯化的无连接反应。重要的是要注意连接酶反应中3´的寡磷酸成分中5´磷酸盐的要求。可以化学引入磷酸盐或使用T4多核苷酸激酶(NEB#M0201)添加。
摘要 动机:泛素化广泛参与蛋白质稳态和细胞信号传导。泛素 E3 连接酶是泛素化的关键调节剂,可识别和招募特定的泛素化靶标,用于泛素转移反应的最终限速步骤。了解泛素 E3 连接酶活性将提供对泛素化途径上游调节剂的知识,并揭示生物过程和疾病进展中的潜在机制。基于质谱的蛋白质组学的最新进展使得能够定量深入分析泛素组。然而,泛素组动力学和途径活性的功能分析仍然具有挑战性。结果:在这里,我们开发了 UbE3-APA,一种用于 Ub E3 连接酶活性分析的计算算法和独立的基于 Python 的软件。 UbE3-APA 结合集成注释数据库和统计分析,基于定量泛素组蛋白质组学数据集识别出显著激活或抑制的 E3 连接酶。将该软件与已发表的定量泛素组分析进行基准测试,证实了 SPOP 酶活性是通过过表达和突变进行的遗传操作。该算法在大量泛素化蛋白质组学研究的重新分析中的应用揭示了 PARKIN 的激活以及其他 E3 连接酶的共同激活在线粒体去极化诱导的线粒体自噬过程中。我们进一步展示了该算法在基于 DIA 的定量泛素组分析中的应用。可用性:源代码和二进制文件可在以下网址免费下载:https://github.com/Chenlab-UMN/Ub-E3-ligase-Activity-Profiling-Analysis,以 python 实现并支持 Linux 和 MS Windows 联系方式:yuechen@umn.edu 补充信息:补充数据可用。
肿瘤抑制剂BRCA1-BARD1复合物调节许多细胞过程。对其肿瘤抑制功能的批评是其在基因组完整性中的作用。尽管环E3泛素连接酶活性是复合物的唯一已知酶促活性,但对BRCA1-BARD1 E3泛素连接酶活性的体内需求一直存在争议。在这里,我们使用C探索Brca1-bard1 E3泛素连接酶活性的作用。elesgans。遗传,细胞生物学和生化分析E3连接酶活性有缺陷的突变体表明,在DNA损伤修复和减数分裂的背景下,Complex的E3连接酶依赖性和独立功能既存在。我们表明,E3连接酶活性对于复合物的核积累至关重要,特别是集中在减数分裂重组位点,而在增殖生殖细胞中的DNA损伤位点不重要。虽然仅BRCA1才能进行单位素化,但BRCA1需要Bard1来促进聚氨基化。我们发现,通过推动BRCA1的核积累和自我关联,可以部分缓解E3连接酶活性和BARD1在DNA损伤信号传导和修复中的需求。我们的数据表明,除了E3连接酶活性外,BRCA1还可以在DNA损伤信号传导和修复中起结构作用,而BARD1在增强BRCA1功能方面发挥了可观的作用。
非同源末端连接(NHEJ)在修复DNA双链断裂中起主要作用,并且是基因组稳定性和编辑的关键。最小的核心NHEJ蛋白,即Ku70,Ku80,DNA连接酶IV和XRCC4,但其他因素在不同的真核生物组中有所不同。在植物中,唯一已知的NHEJ蛋白是核心因素,而植物NHEJ的分子机制仍然不清楚。在这里,我们报告了先前未知的PAXX植物直系同源物,其晶体结构显示出与人类“ PAXX”相似的折叠。然而,通过与KU70/80和XRCC4相互作用,植物PAXX具有与人XLF相似的分子函数。这表明植物PAXX结合了哺乳动物PAXX和XLF的作用,并且这些功能在进化过程中合并为单个蛋白质。这与PAXX和XLF在哺乳动物中的重新效力一致。
图1-1:依赖性DNA连接酶结构域结构。对齐结构域的对齐。与DNA结合结构域(DBD,RED)一起突出显示了构成核心催化域的腺苷域和寡核苷酸结合(ob折,黄色)结构域。列出了每种蛋白质列出的活跃位点的位置。chvlig没有大的DBD,而是在OB折内包含一个小的20个氨基酸“闩锁”(闩锁,蓝色),可以帮助DNA结合。也为Lig3独有的锌指域(Znf,橙色)。n-和c末端蛋白质相互作用基序和细胞定位信号未显示。
靶向蛋白质降解 (TPD) 已成为一种强大的药物发现治疗方式 1 – 11 。实现这种治疗方式的一种策略是采用称为降解剂或蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 的异双功能小分子,其由三个组成部分组成:E3 连接酶募集剂;连接子;以及用于靶向目的蛋白 (POI) 的配体。通过将 E3 连接酶募集到 POI,所得的 PROTAC 能够以蛋白酶体依赖的方式诱导 POI 泛素化和降解(图 1 A)1 – 11 。虽然这种治疗方式具有巨大的潜力,但该领域面临的一个主要挑战是,尽管预测的 E3 连接酶超过 600 种,但仅鉴定出少数 E3 连接酶募集剂。已知和流行的 E3 连接酶募集剂包括募集 cereblon (CRBN) 的沙利度胺类免疫调节药物 (IMiD)、von-Hippel Lindau (VHL) E3 连接酶的羟脯氨酸基配体、与 MDM2 结合的 nutlins 以及针对 cIAP 的配体 (图 1 B) 1 – 15 。虽然这些募集剂可逆地与其相应的 E3 连接酶结合,但最近的研究表明,可以共价靶向 E3 连接酶的反应性小分子也可以用作 E3 连接酶募集模块,以在 TPD 应用中有效降解靶蛋白。这些亲电部分包括萜烯天然产物印楝素的衍生物,它可以共价结合 E3 连接酶 RNF114 上的无序半胱氨酸,CCW16 可以与 E3 连接酶 RNF4 上的锌配位半胱氨酸反应,KB02 可以共价靶向 cullin E3 连接酶 DCAF16(图 1B)16-19。共价 E3 连接酶募集剂有可能利用蛋白质内大量的亲核氨基酸残基,基于此成功,我们推测共价和可逆的 E3 连接酶募集可能是 PROTAC 开发中第三个尚未充分探索的领域(图 1B)。作为一种可能的作用机制,可逆共价修饰提供了持续靶标结合的潜力,同时避免永久性的蛋白质修饰——考虑到 PROTAC 的催化性质,这一特征特别令人感兴趣。虽然这一概念在药物发现环境中已被证明是强大的 20 – 25 ,但我们不知道它在 E3 连接酶募集方面的成功应用 26 , 27 。本文我们研究了小分子巴多索隆,它具有高反应性但可逆的 α-氰基酮异迈克尔受体,作为探索这一概念的第一个蛋白质降解剂的基础。
图1 E3泛素连接酶和SCF型E3连接酶复合物的结构域结构:A,常见的结构是E3泛素连接酶复合酶配合物,介导许多细胞蛋白的靶向降解。In targeting substrate proteins for degradation, ubiquitin is passed from an E1 ubiquitin-activating enzyme to an E2 ubiquitin-conjugating enzyme to the protein substrate, with the final step (ligating ubiquitin to the substrate) catalyzed by an E3 ubiquitin ligase.b,已知SCF复合物是E3连接酶,而SCF型E3连接酶中的每个复合酶都与一组衔接蛋白相互作用,这些衔接蛋白通过特定的蛋白质 - 蛋白质相互作用域募集不同的结合伴侣,例如WD40 repots,例如重复(LRR)(LRR)(LRR),并在protitate sisstrate for Protiate Degradation degradation。这个数字是由作者(N.K.J.)创建的使用网站https://app.biorender.com [校正于2021年4月27日,在第一次在线出版物之后:图2中的一个错字]