ユビキチン様タンパク質の結合に対する構造的および機能的洞察

細胞タンパク質へのユビキチン（UB）およびユビキチン様タンパク質（UBL）の付着は、転写、細胞周期、ストレス応答、DNA修復、アポトーシス、免疫応答、オートファジーなど、多数の細胞プロセスを調節します。機械的に平行なが機能的に異なる共役経路には、通常、E1 UBL活性化酵素、E2 UBLキャリアタンパク質、およびE3 UBLリガーゼの3種類のタンパク質の協調活性が必要です。E1酵素は、同種のUBLを認識して活性化することにより、各カスケードの経路特異性を開始し、その後、Cognate E2タンパク質へのUBL移転を触媒します。特定の状況では、E2 UBL複合体は標的タンパク質に結紮を向けることができますが、ほとんどの場合、E3リガーゼの協調活動が必要です。ここでレビューされているのは、E1-、E2-、およびE3を介したUBL共役の機械的理解を改善する最近の構造的および機能的研究です。

Attachment of ubiquitin (Ub) and ubiquitin-like proteins (Ubls) to cellular proteins regulates numerous cellular processes including transcription, the cell cycle, stress responses, DNA repair, apoptosis, immune responses, and autophagy, to name a few. The mechanistically parallel but functionally distinct conjugation pathways typically require the concerted activities of three types of protein: E1 Ubl-activating enzymes, E2 Ubl carrier proteins, and E3 Ubl ligases. E1 enzymes initiate pathway specificity for each cascade by recognizing and activating cognate Ubls, followed by catalyzing Ubl transfer to cognate E2 protein(s). Under certain circumstances, the E2 Ubl complex can direct ligation to the target protein, but most often requires the cooperative activity of E3 ligases. Reviewed here are recent structural and functional studies that improve our mechanistic understanding of E1-, E2-, and E3-mediated Ubl conjugation.