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生化学:NEDD8活性化酵素の構造から見たユビキチン転移カスケード反応の考察

Nature 422, 6929 doi: 10.1038/nature01456

ユビキチン様タンパク質(Ublp)による翻訳後修飾はきわめて重要な細胞調節機構である。UblpであるNEDD8は細胞分裂、シグナル伝達、および胚形成を調節している。Ublpは、E1、E2、そしてしばしばE3酵素が逐次働くことにより標的に結合する。Ublpにはそれぞれ特異的に働くE1、すなわち活性化酵素があり、それがUblp結合カスケード反応を開始する。最初に、E1がUblpに会合してUblpのカルボキシ末端のアデニル化を触媒する。次に、E1は自身の触媒システイン残基とUblpの間にチオエステル結合を形成する。さらに、E1は2つめのUblp分子を結合し、1つめのUblp分子をチオエステル結合したままで、この2つめのUblp分子のC末端をアデニル化する。最後に、E1はE2と結合し、UblpのE2の触媒システイン残基への転移を促進する。本研究では、NEDD8に特異的に働くヘテロ二量体E1酵素であるヒトAPPBP1-UBA3の構造解析および変異導入による解析を報告する。E1には、細菌のアデニル化酵素に類似したアデニル化ドメイン、触媒システイン残基を囲むように形成されたE1特異的ドメイン、そしてE2認識に関与するユビキチンに似たドメインの3つがあり、各E1活性は、それぞれ1つのドメインが担っている。これらのドメインは2つのくぼみ(クレフト)の周りに配置されており、このクレフトがタンパクと核酸の結合を調整してE1の各反応が流れ作業のように次の反応に進むようにしている。

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