Ostatnio poczyniono postępy w badaniu roli onkoprotein c-Ski i pokrewnych SnoN w kontroli transformacji komórkowej. c-Ski/SnoN silnie hamują sygnalizację antyproliferacyjną transformujący czynnik wzrostu-beta (TGF-beta) sygnalizację antyproliferacyjną poprzez fizyczną interakcję z przekaźnikami sygnału zwanymi Smads. Nadekspresja c-Ski/SnoN indukuje również różnicowanie mięśni szkieletowych, ale sposób, w jaki c-Ski/SnoN w miogenezie jest w dużej mierze nieznany. Podczas naszych badań nad rolą sumoilacji w sygnalizacji TGF-beta, nieumyślnie odkryliśmy, że SnoN jest modyfikowany przez mały modyfikator podobny do ubikwityny-1 (SUMO-1). Tutaj biochemicznie szczegółowo scharakteryzować sumoilację SnoN i zgłosić fizjologiczną funkcję fizjologiczną funkcję tej modyfikacji. Sumoilacja zachodzi głównie przy lizynie 50 (Lys-50). Białka PIAS1 i PIASx fizycznie oddziałują z SnoN w celu stymulowania jego sumoilacji, a tym samym służąc jako ligazy izopeptydowe białek SUMO (E3) dla sumoilacji SnoN. Sumoilacja SnoN sumoilacja nie zmienia jego stabilności metabolicznej ani zdolności do tłumienia sygnalizacji sygnalizacji TGF-beta. W szczególności utrata sumoilacji w miejscu Lys-50 (poprzez mutację punktową mutacja punktowa Lys-to-Arg) silnie aktywuje ekspresję genów specyficznych dla mięśni i zwiększa tworzenie miotub. Nasze badanie sugeruje nową rolę modyfikacji SUMO w regulacji różnicowania miogenicznego. --- Sumoilacja jest ważną modyfikacją potranslacyjną, która zmienia aktywność aktywność wielu czynników transkrypcyjnych. Jednak mechanizmy, które łączą sumoilację ze zmianami w strukturze chromatyny, które kończą się w tkance nie są w pełni poznane. W niniejszym badaniu wykazać, że modyfikacja SUMO czynnika transkrypcyjnego Sharp-1 jest wymagana dla jego pełnej aktywności represji transkrypcji i funkcji jako inhibitora inhibitor różnicowania mięśni szkieletowych. Sharp-1 jest modyfikowany przez sumoilację na dwóch konserwowanych resztach lizyny 240 i 255. Mutacja tych miejsc akceptorowych SUMO w Sharp-1 nie wpływa na jego lokalizację subkomórkową, ale osłabia jego zdolność do działania jako represor transkrypcji i hamowania różnicowania miogenicznego miogenne różnicowanie. Konsekwentnie, koekspresja proteazy SUMO SENP1 z Sharp-1 typu dzikiego Sharp-1 typu dzikiego znosi zależne od Sharp-1 hamowanie miogenezy. Co ciekawe, sumoilacja działa jako sygnał do rekrutacji korepresora G9a. Tak więc, wzbogacenie G9a i dimetylacja lizyny 9 histonu H3 (H3K9me2), sygnatura aktywności G9a, jest sygnaturą aktywności G9a. sygnatura aktywności G9a, jest dramatycznie zmniejszona w promotorach mięśni w komórkach wyrażających Sharp-1 z defektem sumoilacji. Nasze odkrycia pokazują, w jaki sposób sumoilacja Sharp-1 wywiera wpływ na strukturę chromatyny i transkrypcyjną represję ekspresji genów mięśniowych poprzez rekrutację G9a. --- Ubiquitin Specific Protease 25 (USP25), członek rodziny deubikwitynaz, jest zaangażowany w kilka szlaków sygnałowych związanych z chorobą, w tym miogenezę, odporność i degradację białek. W szczególności katalizuje hydrolizę wiązań K48 i K63 łańcuchów poliubikwityny. USP25 zawiera jedną domenę związaną z ubikwityną i dwa motywy oddziałujące z ubikwityną (UIM) w jej które oddziałują z ubikwityną i odgrywają rolę w rozpoznawaniu substratu. i odgrywają rolę w rozpoznawaniu substratu. Ponadto wykazano, że aktywność katalityczna USP25 jest albo osłabiona przez sumoilację, albo wzmocniona przez ubikwitynację w obrębie UIM. Aby wyjaśnić strukturalne podstawy wzajemnej regulacji funkcji USP25 przez niekowalencyjne wiązanie i kowalencyjne modyfikacje ubikwityny i SUMO2/3, przeprowadzono wymagane jest systematyczne badanie biologii strukturalnej USP25. Poniżej przedstawiamy (1)H, (13)C i (15)N szkielet i przypisania rezonansowe łańcucha bocznego N-końcowych domen wiążących ubikwitynę (UBD) USP25 o numerze akcesyjnym BMRB 19111, co jest pierwszym krokiem systematycznego badania biologii strukturalnej enzymu enzymu. --- Regulacyjne czynniki transkrypcyjne z rodziny Pax odgrywają fundamentalną rolę w funkcji komórek multipotencjalnych podczas rozwoju kręgowców, postnatalnej regeneracji i nowotworów. Pax7 i jego homolog Pax3 są ważnymi graczami w rozwoju grzebienia nerwowego i mięśni. rozwoju grzebienia nerwowego i mięśni. Oba geny ulegają koekspresji w różnych tkankach i uważa się, że zapewniają podobne, ale nie identyczne funkcje. Mechanizmy mechanizmy umożliwiające specyficzną regulację Pax7 pozostają w dużej mierze nieznane. Tutaj, po raz pierwszy donosimy, że Pax7 jest regulowany przez SUMOylację. Zidentyfikowaliśmy interakcję Pax7 z Ubc9, enzymem koniugującym SUMO, i ujawniamy, że SUMOylacji jest wzbogacony w prekursory grzebienia nerwowego i odgrywa krytyczną rolę w rozwoju NC. kluczową rolę w rozwoju NC. Wykazujemy, że Pax7 ulega SUMOylacji i zidentyfikować istotną rolę lizyny 85 (K85) w SUMOylacji Pax7. Pomimo wysokiej konserwacji wokół K85 wśród genów Pax, nie byliśmy w stanie zidentyfikować SUMOylacji innych badanych białek Pax, w tym Pax3. Używając wariantu Pax7 nie ulegającego SUMOylacji (K85 X R), wykazujemy, że SUMOylacja jest niezbędna dla funkcji Pax7 w rozwoju grzebienia nerwowego, różnicowaniu miogenicznym C2C12 różnicowania i transkrypcyjnej transaktywacji. Nasze badanie zapewnia nowy mechanistyczny wgląd w molekularną regulację funkcji Pax7 przez SUMOylację w rozwoju grzebienia nerwowego i mięśni. --- Modulator transkrypcyjny SnoN kontroluje zróżnicowany zestaw procesów biologicznych, w tym procesów biologicznych, w tym proliferację i różnicowanie komórek. Mechanizmy, przez które przez które SnoN reguluje te procesy, pozostają nie do końca poznane. Ostatnie badania wykazały, że SnoN wywiera pozytywny lub negatywny wpływ regulacyjny na transkrypcję. Ponieważ potranslacyjna modyfikacja białek przez małe modyfikator podobny do ubikwityny (SUMO) reprezentuje ważny mechanizm w kontroli aktywności regulatorów transkrypcji, zapytaliśmy, czy ta modyfikacja reguluje funkcję SnoN. Tutaj pokazujemy, że SnoN jest sumoilowany. Nasze dane pokazują, że sprzęgający SUMO enzym E2 Ubc9 ma kluczowe znaczenie dla sumoilacji SnoN sumoilacji i że ligaza SUMO E3 PIAS1 selektywnie oddziałuje z i zwiększa sumoilację SnoN. Identyfikujemy reszty lizyny 50 i 383 jako miejsca akceptorowe SUMO w SnoN. SUMO w SnoN. Analizy SUMO "utraty funkcji" i mutanty SnoN "gain-of-function" w testach reporterowych transkrypcji ujawniają, że sumoilacja SnoN przyczynia się do zdolności SnoN do tłumienia ekspresji genów ekspresji genów w sposób specyficzny dla promotora. Chociaż ta modyfikacja ma niewielki wpływ na tłumienie przez SnoN promotora inhibitora aktywatora plazminogenu-1 i tylko nieznacznie wzmacnia represję SnoN promotora p21, sumoilacja SnoN silnie zwiększa zdolność SnoN do tłumienia transkrypcji głównego genu regulatorowego miogenezy głównego genu regulatorowego miogenezy - miogeniny. Ponadto pokazujemy, że ligaza SnoN SUMO E3, PIAS1, na swoich endogennych poziomach, hamuje transkrypcję miogeniny transkrypcję miogeniny. Łącznie nasze odkrycia sugerują, że SnoN jest bezpośrednio regulowane przez sumoilację prowadzącą do zwiększenia zdolności SnoN do represji transkrypcji w sposób specyficzny dla promotora. Nasze badanie wskazuje również na fizjologiczną rolę sumoilacji SnoN w kontroli ekspresji miogeniny w różnicujących się komórkach mięśniowych. różnicujących się komórkach mięśniowych. --- Jak wielomiejscowe modyfikacje potranslacyjne koordynują dynamiczną regulację funkcji białek funkcji białek jest kwestią fundamentalną dla wielu procesów biologicznych. Związany z tym, niedawno zidentyfikowano złożony motyw sekwencyjny, który sprzęga fosforylację, sumoilację, a być może także deacetylację, aby kontrolować represję transkrypcyjną w odpowiedzi na stres, mitogen i hormon jądrowy sygnalizacji, miogenezie i różnicowaniu neuronów. Motyw ten jest obecny w wielu białkach, integruje sygnały komórkowe z różnych ścieżek i służy jako służy jako cenna sygnatura do identyfikacji in silico białek regulowanych przez fosforylację i sumoilację.
Czy sumoilacja jest zaangażowana w miogenezę?
Tak, sumoilacja jest zaangażowana w miogenezę.