ユビキチン結合酵素UBC9とrangap1の間の複合体によって明らかにされたE2を介したSUMO共役の構造的基礎

E2酵素は、ユビキチンおよびユビキチン様タンパク質の付着を、直接またはE3を介した反応を通じてリジン残基に触媒します。小さなユビキチン様修飾剤SUMOは、真核生物の核輸送、ストレス反応、およびシグナル伝達を調節し、酵母の細胞周期の進行に不可欠です。ほとんどのユビキチンの結合とは対照的に、SUMO E2酵素UBC9は、既知のSUMO標的の基質認識とリジン修飾に十分です。哺乳類UBC9と2.5 AのRangap1のC末端ドメインとの間の複合体の結晶学的分析は、SUMO結合タンパク質内で見つかったコンセンサスSUMO修飾シーケンスを認識するための構造決定要因を明らかにします。UBC9およびRangap1の構造ベースの突然変異誘発と生化学的分析は、P53、イカパバルファ、およびRangap1の基質結合とSUMO修飾に必要な明確なモチーフを明らかにします。

E2 enzymes catalyze attachment of ubiquitin and ubiquitin-like proteins to lysine residues directly or through E3-mediated reactions. The small ubiquitin-like modifier SUMO regulates nuclear transport, stress response, and signal transduction in eukaryotes and is essential for cell-cycle progression in yeast. In contrast to most ubiquitin conjugation, the SUMO E2 enzyme Ubc9 is sufficient for substrate recognition and lysine modification of known SUMO targets. Crystallographic analysis of a complex between mammalian Ubc9 and a C-terminal domain of RanGAP1 at 2.5 A reveals structural determinants for recognition of consensus SUMO modification sequences found within SUMO-conjugated proteins. Structure-based mutagenesis and biochemical analysis of Ubc9 and RanGAP1 reveal distinct motifs required for substrate binding and SUMO modification of p53, IkappaBalpha, and RanGAP1.