Prokaryotic Ubiquitin-like Protein

Das prokaryotic Ubiquitin-like Protein (zu deutsch etwa ‚prokaryotisches ubiquitin-artiges Protein‘, Pup) ist ein kleines zumeist unstrukturiertes Protein mit einer ähnlichen Funktion wie Ubiquitin.[1] Im Gegensatz zu Ubiquitin kommt Pup nur in Prokaryoten und hier hauptsächlich in Actinobakterien wie Mycobacterium tuberculosis vor. Genau wie Ubiquitin wird auch Pup als post-translationale Modifikation spezifisch an Lysin eines Proteins ligiert, wobei allerdings nur zwei Enzyme, Dop und PafA, benötigt werden. In einem ersten Schritt wird durch die Deamidase Dop das C-terminale Glutamin in eine Glutaminsäure umgewandelt, um Pup in ein Substrat für das zweite Enzym, PafA, zu aktivieren. PafA etabliert im Anschluss ATP-abhängig eine Isopeptidbindung zwischen Pup und einem Substrat-Lysin. Der Vorgang wird als Pupylierung bezeichnet.[2] Pupylierte Substrate werden durch die mycobakterielle proteasomale ATPase (Mpa) gebunden, indem Pup eine bindungs-induzierte α-Helix ausbildet.[3] Mpa führt dann das Pup-markierte Protein dem 20S Core-Partikel zu, wodurch das Substrat abgebaut wird.[4] Das Zusammenspiel von Pup, den beiden Enzymen Dop und PafA, sowie der Protease wird auch als prokaryotisches proteasomales System (PPS) bezeichnet.

Prokaryotisches Ubiquitin-artiges Protein (Pup)
Drei prokaryotisch ubiquitin-artige Proteine (Blau) gebunden an die Proteasomal ATPase Mpa (Rot)

Vorhandene Strukturdaten: 3M91, 3M9D

Masse/Länge Primärstruktur 6,944 kDa / 64 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Name(n) Pup/Mpa PDB:3M9D
Externe IDs
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon Prokaryoten

Struktur

Die Aminosäuresequenz für Pup a​us Mycobacterium tuberculosis i​m Einbuchstabencode – m​it dem C-terminalen Glutamin gefettet hervorgehoben –:

N-Terminus MAQEQTKRGGGGGDDDDIAGSTAAGQERREKLTEETDDLLDEIDDVLEENAEDFVRAYVQKGGQ C-Terminus[5]

Siehe auch

Einzelnachweise
  1. Kristin E. Burns, Wei-Ting Liu, Helena I. M. Boshoff, Pieter C. Dorrestein, Clifton E. Barry: Proteasomal Protein Degradation in Mycobacteria Is Dependent upon a Prokaryotic Ubiquitin-like Protein. In: Journal of Biological Chemistry. 284, Nr. 5, 2009, ISSN 0021-9258, S. 3069–3075. doi:10.1074/jbc.M808032200.
  2. Frank Striebel, Frank Imkamp, Dennis Özcelik, Eilika Weber-Ban: Pupylation as a signal for proteasomal degradation in bacteria. In: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1843, Nr. 1, 2014, ISSN 0167-4889, S. 103–113. doi:10.1016/j.bbamcr.2013.03.022.
  3. Tao Wang, K. Heran Darwin, Huilin Li: Binding-induced folding of prokaryotic ubiquitin-like protein on the Mycobacterium proteasomal ATPase targets substrates for degradation. In: Nature Structural & Molecular Biology. 17, Nr. 11, 2010, ISSN 1545-9993, S. 1352–1357. doi:10.1038/nsmb.1918.
  4. Michael J. Pearce, Julian Mintseris, J. Ferreyra, S. P. Gygi, K. Heran Darwin: Ubiquitin-Like Protein Involved in the Proteasome Pathway of Mycobacterium tuberculosis. In: Science. 322, Nr. 5904, 2008, ISSN 0036-8075, S. 1104–1107. doi:10.1126/science.1163885.
  5. UniProt P9WHN4
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