タンパク質分解によるNエンドのルール経路と調節

N末端規則は、タンパク質のin vivo半減期の制御を、そのN末端残基の同一性に関連付けています。n-degronsと呼ばれるセットが含まれているn-degronsと呼ばれるセットが含まれます。N-ディグロンの主な決定要因は、タンパク質の不安定なN末端残基です。真核生物では、n端ルール経路はユビキチン系の一部であり、2つの分岐、AC/nエンドルールとarg/nエンドルール経路で構成されています。AC/N-ENDルール経路は、N（α）末端アセチル化（NTアセチル化）残基を含むタンパク質を標的とします。Arg/N-endルール経路は、非酢酸N末端残基を認識し、N末端アルギニル化を伴います。一緒に、これらの枝は細胞タンパク質の大部分を分解することを標的とします。たとえば、ヒトタンパク質の80％以上が同時にnt-アセチル化されています。したがって、ほとんどのタンパク質は、生まれた瞬間から（AC）n-degronと呼ばれる特定の分解信号を抱えています。特定のn末ルール経路は、原核生物およびミトコンドリアにも存在します。N-ディグロンを産生する酵素には、メチオニン - アミノペプチダーゼ、カスパーゼ、カルパイン、NT-アセチラーゼ、NT-アミダーゼ、アルギニルトランスフェラーゼ、ロイシルトランスフェラーゼが含まれます。Nエンドルール経路による特定のタンパク質の調節分解は、ヘム、酸素、一酸化窒素の感知を含む生理学的機能のレギオンを媒介します。誤って折り畳まれたタンパク質の選択的除去;DNA修復、分離、凝縮の調節。Gタンパク質によるシグナル伝達;ペプチド輸入、脂肪代謝、ウイルスおよび細菌感染症、アポトーシス、減数分裂、精子形成、神経新生、および心血管発達の調節。そして、膵臓や脳を含む成人臓器の機能。25年前に発見されたこの経路は、引き続き生物学的洞察の集まりです。

The N-end rule relates the regulation of the in vivo half-life of a protein to the identity of its N-terminal residue. Degradation signals (degrons) that are targeted by the N-end rule pathway include a set called N-degrons. The main determinant of an N-degron is a destabilizing N-terminal residue of a protein. In eukaryotes, the N-end rule pathway is a part of the ubiquitin system and consists of two branches, the Ac/N-end rule and the Arg/N-end rule pathways. The Ac/N-end rule pathway targets proteins containing N(α) -terminally acetylated (Nt-acetylated) residues. The Arg/N-end rule pathway recognizes unacetylated N-terminal residues and involves N-terminal arginylation. Together, these branches target for degradation a majority of cellular proteins. For example, more than 80% of human proteins are cotranslationally Nt-acetylated. Thus most proteins harbor a specific degradation signal, termed (Ac)N-degron, from the moment of their birth. Specific N-end rule pathways are also present in prokaryotes and in mitochondria. Enzymes that produce N-degrons include methionine-aminopeptidases, caspases, calpains, Nt-acetylases, Nt-amidases, arginyl-transferases and leucyl-transferases. Regulated degradation of specific proteins by the N-end rule pathway mediates a legion of physiological functions, including the sensing of heme, oxygen, and nitric oxide; selective elimination of misfolded proteins; the regulation of DNA repair, segregation and condensation; the signaling by G proteins; the regulation of peptide import, fat metabolism, viral and bacterial infections, apoptosis, meiosis, spermatogenesis, neurogenesis, and cardiovascular development; and the functioning of adult organs, including the pancreas and the brain. Discovered 25 years ago, this pathway continues to be a fount of biological insights.