Войти
убиквитинкарбоксиконцевая гидролаза 27 (EC 3.4.19.12), также известная как деубиквитинирующий фермент 27, убиквитинтиоэстераза 27 и USP27X, представляет собой деубиквитинирующий фермент, который в основном характеризуется расщеплением убиквитина (Ub) из белков и других молекул. Убиквитин связывается с белками, чтобы регулировать их деградацию через протеасому и лизосому среди многих других функций.
USP27X кодируется убиквитин-специфической пептидазой 27 X -связанный ген, обнаруженный в хромосоме X в области Xp11.23. В основном он обнаруживается в цитозоле и ядре клеток, а также в нуклеоплазме и в везикулах. Это внутриклеточный белок, обнаруженный во многих тканях человека с низкой специфичностью к клеткам крови.
Зеленые части указывают на присутствие белка USP27X в клетке человека. DUB относятся к суперсемейству ферментов протеаз. Протеазы можно разделить на пять различных классов в зависимости от механизма катализа : аспарагин, металло, серин, треонин и протеазы цистеина.
Цистеиновые протеазы включают убиквитин-С-концевые гидролазы (UCHs), протеазы домена Machada Josepchin (MJD), протеазы опухоли яичников (OTU) и убиквитин-специфические протеазы (USP). USP27X входит в состав ферментов убиквитин-специфических протеаз.
.
| Ec | 3.4.19.12 |
| Таксономический идентификатор (присвоенный NCBI ) | 9606 |
| Таксономическая линия | эукариота → метазоа → хордовые → craniata → vertebrata → эвтелеостомия → mammalia → eutheria → euarchontoglires → приматы → haplorrhini → catarrhini → homonidae → homo |
| Длина | 1574bp |
| Масса | 49,6299 кДа |
| Расположение гена (у человека) | |
| Местоположение клетки | ядро, цитоплазма |
| Базы данных | идентификатор доступа |
| HumanCyc | HS17606 |
| UniProt, nextProt | A6NNY8 |
| HGNC | HGNC: 13486 |
| протеомная база данных | A6NNY8 |
| биосетка | 133302 |
Деубиквитинирующие ферменты содержат консервативные каталитический домен, окруженный другими субдоменами, некоторые из которых, как известно, вносят вклад в распознавание мишени, белок-белковые взаимодействия и домены локализации. В частности, домены USP характеризуются наличием точек, перемежающихся вставками в каталитическом домене. Эти вставки обладают способностью сворачиваться в независимые домены, которые могут участвовать в регуляции активности фермента.
Первичная структура USP27X. Выделенные аминокислоты играют ключевую роль в каталитической активности. Все домены USP, включая USP27X, можно разделить на шесть консервативных боксов, которые картированы в структуре ядра домена USP. Эти структуры были идентифицированы посредством множественного выравнивания последовательностей каталитических ядер USP. Блок 1, как известно, содержит каталитический остаток цистеина (Cys) , блок 5 содержит каталитический остаток гистидина (His), блок 6 содержит каталитический аспарагин (Asn) / аспартат (Asp) остаток. Блоки 3 и 4 могут варьировать его содержание, хотя в большинстве доменов ферментов USP человека каждый содержит консервативный мотив Cys-XX-Cys, который обычно связан с сайтом связывания цинка.
USP27X имеет длину 438 аминокислоты. Остатки, которые играют критическую роль в активном центре, могут быть найдены в положении 87, в котором находится нуклеофильный остаток, и положении 380, в котором находится акцептор протона.
Количество аминокислот в каталитическом домене USP может варьироваться от 295 до 850 остатков. Эти вариации предполагают, что либо существуют разные подклассы доменов USP (варианты каталитической складки), либо что вставки включены в сходную каталитическую складку.
Как было сказано ранее, USP27X принадлежит к семейству деубиквитиназ, поэтому его основная функция заключается в катализе удаления убиквитина с субстратов (разрыве связи между последней аминокислотой убиквитина, глицином 76 и остаток лизина на субстрате), обратный процесс убиквитинирования, регулирующий судьбу белков, конъюгированных с убиквитином.
На основе его консервативных каталитических доменов и механизма его образования катализа, деубиквитинирующие ферменты относятся к группе цистеиновых протеаз. Эти ферменты используют каталитические триады (группы из трех аминокислот) для катализа гидролиза аминных связей между убиквитином и субстратом. Каталитическая триада USP27X состоит из цистеина, гистидина и третьего остатка, который, как правило, представляет собой аспарагин.
Убиквитин связан с молекулой полипептида изопептидной связью между карбоксильная группа (COO) последнего глицина убиквитина и эпсилон- аминогруппа (ε-NH3 +) лизина субстрата. Функция Asp заключается в поляризации и ориентации имидазоллиевого кольца His, в то время как His получает протон, деспротонирующий тиольную группу соседнего Cys. Этот Cys атакует изопептидный карбонильный углерод, разрывая двойную связь углерода с кислородом и превращая его в простую связь. В то же время His отдает свой протон эпсилон-аминогруппе лизина, образуя между ними связь. Изопептидная связь разрывается, и карбонильная группа (двойная связь) восстанавливается. Результатом реакции является высвобождение целевого белка из гистидина и образование ковалентного промежуточного соединения с остатком Ub , поскольку связь между тиоловой группой цистеина и углерода разрывается и появляется новый радикал связывается с карбоксильной группой. Наконец, реакция этого промежуточного продукта с молекулой воды приводит к высвобождению свободного фермента и молекулы Ub.
Ub-протеасомная система является фундаментальным механизмом регуляции стабильности, качества и количества белка, поэтому USP27X играет ключевую роль в большом количестве процессов, регулируемых этой системой, таких как стабилизация Snail 1 при раке поджелудочной железы и груди, устойчивость к химиотерапевтическим агентам на раковых клетках, например. g., цисплатин, и он также влияет на регуляцию Bim в клетках меланомы и немелкоклеточного рака легкого.
Было обнаружено, что деубиквитинирующее действие USP27X регулирует присутствие множества белков, связанных с различными видами рака человека, а также влияет на устойчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам.
Регулирование Snail1 с помощью USP27X Раковые клетки получают способность мигрировать к другим частям тела и вторгаться в другие ткани через то, что называется эпителиально-мезенхимальный переход. Этот процесс состоит из серии биохимических изменений, которые трансформируют эпителиально поляризованную раковую клетку в клетку с мезенхимальным фенотипом. Этот новый фенотип дает клетке повышенную способность к миграции и вторжению в другие ткани, а также снижает апоптотическую активность. Следовательно, ЭМП позволяет раковой клетке покинуть эпителиальный слой, в котором она возникла, и мигрировать в другие ткани. Так начинается метастаз в эпителиальный рак. EMT контролируется различными мезенхимальными маркерами, в том числе Snail1, белком, который также необходим для активации фибробластов, связанных с раком (CAF). В нормальной эпителиальной клетке Snail1 постоянно деградирует протеасомами из-за своего предыдущего убиквитинирования. Однако в раковых клетках и CAF деградация Snail1 предотвращается. Один из механизмов, который раковые клетки используют для этого, - USP27X. Этот белок деубиквитинирует Snail1, что означает, что он не может расщепляться, поэтому он стабилизируется и активирует EMT, что приводит к метастазированию. В раковых клетках USP27X регулируется TGFβ, и, в итоге, он вызывает стабилизацию Snail1 и других мезенхимальных маркеров, что приводит к EMT. Хотя USP27X - не единственная деубиквитиназа, которая влияет на Snail1, она является одной из наиболее эффективных, и было доказано, что она напрямую увеличивает присутствие Snail1, предотвращая его деградацию. Механизм USP27X наблюдался при раке груди и поджелудочной железы, что открывает новые возможности для лечения. Ингибирование USP27X приведет к тому, что Snail1 будет убиквитинирован, а затем деградирован, и, следовательно, это приведет к ухудшению EMT.
Snail1 также увеличивает устойчивость раковых клеток к определенным химиотерапевтическим агентам, таким как цисплатин. При обработке цисплатином количество Snail1 увеличивалось, и это делало клетки более устойчивыми. Однако, когда цисплатин использовался в клетках KO USP27X (клетки без присутствия USP27X), Snail1 не был активирован. Это говорит о том, что после лечения цисплатином Snail1 требует USP27X, чтобы увеличить свое присутствие и сделать клетки устойчивыми. Следовательно, ингибирование USP27X нарушит стабилизацию Snail1, что приведет к увеличению чувствительности раковых клеток к цисплатину.
Регулирование Bim с помощью USP27X Bim является одним из белков, индуцирующих апоптоз, и его истощение наблюдается во многих опухолях человека, а это означает, что раковые клетки имеют механизмы, позволяющие избежать экспрессии Bim или разрушить его, что аннулирует его апоптотические эффекты.
При некоторых формах рака регуляция Bim снижается благодаря передаче сигналов ERK. Фосфорилирование и убиквитинирование Bim, зависящее от ERK, вызывает деградацию Bim в протеасомах. Однако присутствие USP27X снижает деубиквитинирование ERK BIM, вызывая стабилизацию Bim и, следовательно, усиливая его апоптотические эффекты. Этот процесс был доказан на клетках меланомы и немелкоклеточного рака легкого (nsclc).
Соответственно, мы можем сделать вывод, что USP27X может действовать как опухолевый супрессор, ингибируя передачу сигналов ERK, вызывая деубиквитинирование и, как следствие, стабилизацию Bim, что позволяет ему индуцировать апоптоз в раковых клетках, которые используют передачу сигналов ERK.
Была установлена связь между Х-сцепленным умственным расстройством и некоторыми мутациями в гене USP27X; в частности, ошибка считывания этого гена вызывает преждевременный стоп-кодон в белке USP27X. О функции белка USP27X известно немного, но его ген был обнаружен в серотониновых нейронах мыши, и это может означать, что он важен для серотонинергетической функции. USP27X взаимодействует с USP22, который взаимодействует с геном KIF7, который сигнализирует о путях, участвующих в раннем развитии, росте клеток и специализации клеток. Кроме того, другие белки из того же семейства пептидаз C19, такие как USP9X, были связаны с несколькими неврологическими расстройствами.
