Сумоилирование регулює функцію ламіна А і втрачається у мутантів ламіна А, пов’язаних із сімейними

  • Стандартний вид
  • Перегляд значок Перегляди
    • Зміст статті
    • Цифри та таблиці
    • Відео
    • Аудіо
    • Додаткові дані
  • Посилання PDF PDF
  • Поділитися піктограмою Поділіться
    • Facebook
    • Twitter
    • LinkedIn
    • Електронна пошта
  • Значок Інструменти Інструменти

    • Ю-Цянь Чжан, Кевін Д. Сардж; Сумоїляція регулює функцію ламіна А і втрачається у мутантів ламіна А, пов’язаних із сімейними кардіоміопатіями. J Cell Biol 14 липня 2008 р .; 182 (1): 35–39. doi: https://doi.org/10.1083/jcb.200712124

      сумоилирование

      Завантажити файл цитування:

      Мутації ламіну А викликають багато захворювань, включаючи кардіоміопатії та синдром Прогерії. Ковалентне приєднання малих убиквитиноподібних модифікаторів (SUMO) поліпептидів регулює функцію багатьох білків. До цих пір не було відомо жодних прикладів мутацій, що викликають захворювання людей, які виникають у межах консенсусної послідовності сумоилирования та змінюють сумоилирование. Ми показуємо, що ламін А сумоилирован в лізині 201 і що два мутанта ламіну А, пов'язані із сімейною дилатаційною кардіоміопатією, E203G та E203K, демонструють знижене сумоилирование. E203 займає збережену позицію +2 у консенсусі щодо сумоїляції ΨKXE. Мутанти Lamin A E203G, E203K та K201R мають подібну аберантну субклітинну локалізацію і пов’язані зі збільшенням загибелі клітин. Фібробласти особини з мутацією ламіна A E203K також виявляють знижене сумоилювання ламіна А та збільшену загибель клітин. Ці результати свідчать про те, що модифікація SUMO важлива для нормальної функції ламіна A та передбачає участь у зміненому сумоилировании в кардіоміопатіях E203G/E203K ламіна A.

      Вступ

      Білок ламіна А відіграє важливу роль у структурі та функції ядра, а мутації гена ламіна А викликають велику кількість різних захворювань людини, включаючи кардіоміопатії, м'язові дистрофії та синдром Хатчінсона-Гілфорда Прогерії (Broers et al., 2006; Capell and Collins, 2006; Mattout et al., 2006; Parnaik and Manju, 2006). Ковалентне приєднання малих білків, подібних до убіквітин-модифікатора (SUMO), до залишків лізину в цільових білках, або сумоилирование, є важливим регулятором функціональних властивостей білка (Hay, 2005; Bossis and Melchior, 2006; Kerscher et al., 2006). Білки SUMO ковалентно приєднуються до цільових залишків лізину ферментом SUMO E2 ubc9, і ці субстратні лізини, як правило, знаходяться в консенсус-послідовності ΨKXE (Ψ являє собою гідрофобні амінокислоти; Desterro et al., 1997; Johnson and Blobel, 1997; Rodriguez et al., 2001; Sampson et al., 2001). Клітини експресують три основні паралоги SUMO, SUMO-1, SUMO-2 та SUMO-3, причому SUMO-2 та -3 набагато більше схожі між собою, ніж на SUMO-1 (Hay, 2005; Kerscher et al., 2006; Bossis and Melchior, 2006).

      За допомогою двогібридного скринінгу дріжджів попереднє дослідження виявило взаємодію між ламіном А та ubc9, білком SUMO E2 (Zhong et al., 2005). Виходячи з цієї взаємодії, ми висунули гіпотезу, що білок ламіну А може бути об’єктом сумоилирования. Метою експериментів у цьому дослідженні було визначити, чи справді ламін А сумоилирован в клітинах, і якщо так, то яку роль ця модифікація відіграє в регуляції функції цього ламіна.

      Результати і обговорення

      По-перше, ми прагнули протестувати на сумоилирование ендогенного ламіна А шляхом проведення імунопреципітації екстрактів клітин HeLa з використанням антитіл ламіна А, а потім Вестерну з використанням антитіл проти SUMO-1 або SUMO-2/SUMO-3 (через подібність SUMO-2 і -3, цілком ймовірно, що обидва ці білки SUMO розпізнаються цим антитілом). Результати дозволяють припустити, що ламін A модифікований SUMO і що він переважно модифікований SUMO-2 порівняно з SUMO-1 (рис. 1 A). Результати на рис. 1 С вказують, що білок ламіну А в екстрактах серця миші також сумоилирован і що, як і ламін А, який присутній у екстрактах клітин HeLa, SUMO-2, здається, є переважним білком SUMO, приєднаним до цього білка.

      Аналіз амінокислотної послідовності ламіна А виявив збіг з консенсусною послідовністю сумоилирования ΨKXE (MKEE), що оточує лізин 201, у стрижневому домені ламіна А (рис. 2 А, вгорі). Щоб перевірити, чи відбувається сумоилирование ламіна А в лізині 201, клітини HeLa трансфікували експресійними плазмідами ссавців, що кодують злиті конструкції GFP дикого типу ламіна А та ламіна А, в яких цей лізин замінювали на несумоїдуючий аргінін (K201R). з конструкціями виразів, що кодують SUMO-1 або -2 із позначенням HA. Екстракти трансфікованих клітин піддавали імунопреципітації антитілами проти GFP з подальшим анти-HA вестерн-блот. Результати цього експерименту, узгоджуючись з результатами, отриманими для ендогенного ламіна А, показали, що білок ламіна А дикого типу ковалентно модифікований SUMO-2, але не настільки ефективно сумоилирован SUMO-1 (рис. 2 А, внизу) . Результати також показують, що модифікація за допомогою SUMO-2 не спостерігається для мутантного білка K201R ламіна A, що дозволяє припустити, що лізин 201 є місцем прикріплення SUMO-2 у цьому білку.