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Degrón

En verde se muestra una porción de IκBα , un inhibidor de NF-κB y regulador del sistema inmunológico. La región roja resalta el sexto dominio de repetición de anquirina , que contiene un degrón independiente de la ubiquitina. [1]

Un degron es una porción de una proteína que es importante en la regulación de las tasas de degradación de proteínas. Los degrones conocidos incluyen secuencias cortas de aminoácidos, [2] motivos estructurales [1] y aminoácidos expuestos (a menudo lisina [3] o arginina [4] ) ubicados en cualquier parte de la proteína. De hecho, algunas proteínas pueden incluso contener múltiples degrones. [1] [5] Los degrones están presentes en una variedad de organismos, desde los N-degrones (ver Regla del extremo N ) caracterizados por primera vez en la levadura [6] hasta la secuencia PEST de la ornitina descarboxilasa del ratón. [7] Los degrones se han identificado en procariotas [8] así como en eucariotas . Si bien hay muchos tipos de degrones diferentes y un alto grado de variabilidad incluso dentro de estos grupos, los degrones son todos similares por su participación en la regulación de la tasa de degradación de una proteína. [9] [10] [11] Al igual que la degradación de proteínas (ver proteólisis ), los mecanismos se clasifican por su dependencia o falta de ella de la ubiquitina , una proteína pequeña involucrada en la degradación de proteínas proteasomales , [12] [13] [14] Los degrones también pueden denominarse "dependientes de la ubiquitina" [9] o "independientes de la ubiquitina". [10] [11]

Tipos

Los degrones dependientes de ubiquitina se denominan así porque están implicados en el proceso de poliubiquitinación para dirigir una proteína al proteasoma. [15] [16] En algunos casos, el propio degrón sirve como sitio para la poliubiquitinación, como se ve en las proteínas TAZ y β-catenina . [17] Debido a que no siempre se conoce el mecanismo exacto por el cual un degrón está involucrado en la poliubiquitinación de una proteína, los degrones se clasifican como dependientes de ubiquitina si su eliminación de la proteína conduce a una menor ubiquitinación o si su adición a otra proteína conduce a una mayor ubiquitinación. [18] [19]

Por el contrario, los degrones independientes de la ubiquitina no son necesarios para la poliubiquitinación de su proteína. Por ejemplo, no se demostró que el degrón en IκBα , una proteína involucrada en la regulación del sistema inmunológico, estuviera involucrado en la ubiquitinación ya que su adición a la proteína fluorescente verde ( GFP ) no aumentó la ubiquitinación. [1] Sin embargo, un degrón solo puede insinuar el mecanismo por el cual se degrada una proteína [20] y, por lo tanto, identificar y clasificar un degrón es solo el primer paso para comprender el proceso de degradación de su proteína.

Identificación

Se muestra un diagrama que representa dos procedimientos de identificación de degron descritos en el texto. En el primer procedimiento (verde), la forma inalterada de la proteína sigue siendo abundante con el tiempo, mientras que la forma mutante que contiene un candidato a degron disminuye rápidamente. En el segundo procedimiento (rojo), la forma inalterada de una proteína que contiene el candidato a degron disminuye rápidamente con el tiempo, mientras que la forma mutante despojada de su degron sigue siendo abundante. A' frente a A se utilizan para indicar las formas de proteína que contienen el degron y las que no lo contienen.

Para identificar una porción de una proteína como un degron, a menudo se realizan tres pasos. [1] [19] [20] Primero, el candidato a degron se fusiona a una proteína estable, como GFP, y se comparan las abundancias de proteínas a lo largo del tiempo entre la proteína inalterada y la de fusión (como se muestra en verde). [21] Si el candidato es de hecho un degron, entonces la abundancia de la proteína de fusión disminuirá mucho más rápido que la de la proteína inalterada. [9] [10] [11] Segundo, se diseña una forma mutante de la proteína del degron de tal manera que carezca del candidato a degron. De manera similar a antes, la abundancia de la proteína mutante a lo largo del tiempo se compara con la de la proteína inalterada (como se muestra en rojo). Si el candidato a degron eliminado es de hecho un degron, entonces la abundancia de la proteína mutante disminuirá mucho más lentamente que la de la proteína inalterada. [9] [10] [11] Recordemos que a menudo se hace referencia a los degrones como “dependientes de la ubiquitina” o “independientes de la ubiquitina”. El tercer paso realizado a menudo se realiza después de uno o ambos de los dos pasos anteriores, porque sirve para identificar la dependencia de la ubiquitina o la falta de ella de un degrón previamente identificado. En este paso, se examinarán las proteínas A y A' (idénticas en todos los aspectos excepto la presencia de degrón en A'). Tenga en cuenta que aquí se podrían realizar procedimientos de mutación o fusión, por lo que A es una proteína como GFP y A' es una fusión de GFP con el degrón (como se muestra en verde) o A' es la proteína del degrón y A es una forma mutante sin el degrón (como se muestra en rojo). Se medirá la cantidad de ubiquitina unida a A y a A'. [1] [7] [20] Un aumento significativo en la cantidad de ubiquitina en A' en comparación con A sugerirá que el degrón es dependiente de la ubiquitina. [1] [9]

Referencias

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Véase también