Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
SUMO (белок)
Материал из https://ru.wikipedia.org

SUMO (англ. Small Ubiquitin-like Modifier) это аббревиатура названия для семейства малых (10–15 кДа) убиквитин-подобных белков-модификаторов, которые ковалентно присоединяются к остатку лизина на белках-мишенях посредством серии ферментативных реакций, что ведет к изменению функции этих белков[1][2][3][4]. Структурно белки SUMO напоминают убиквитин и обладают консервативной структурой, состоящей из пятицепочечного -листа, который обертывается вокруг центральной -спирали[5]

Регуляция посредством присоединения SUMO (сумоиляция, сумоилирование) выполняет множество функций, таких как изменение стабильности белка, модулирование переноса белка, управление белок-белковыми взаимодействиями, регуляция активности белка, которые влияют на многочисленные аспекты клеточного роста, дифференцировки и реакции на стресс[6][7]. Так, например, сумоилирование гистонов наряду с другими их модификациями очевидно участвует в эпигенетических механизмах, регулирующих экспрессию генов, структуру хроматина и стабильность генома[8][9][10][11]

В настоящее время известно, что в клетках млекопитающих присутствуют пять изоформ SUMO, названные SUMO1, 2, 3, 4 и 5 [3]. Накопились данные указывающие на то, что сумоилирование имеет важное значение для клеточного старения. Так, например, сверхэкспрессия SUMO2/3 (но не SUMO1) приводит к повышению сумоилирования p53 и pRB, что приводит к преждевременной остановке роста фибробластов с признаками индуцированного онкогенами старения[12], тогда как подавление гена SUMO2 защищало от деградации и подавляло старение клеток[13].

Найдена малая молекула N106, которая, являясь активатором фермента участвующего в процессе сумоилирования, предотвращала сердечную недостаточность,[14] поскольку в основе различных типов ССЗ, включая атеросклероз, ИБС, СН и кардиомиопатию нередко лежит дисбаланс сумоилирования белков[15]. Длительное использование этого лекарственного препарата однако не рекомендуется, т.к. может увеличить риск развития рака или нейродегенеративных заболеваний.

Разработаны также малые молекулы ML792 и TAK-981[16][17], которые ингибируя процесс сумоилирования могут быть полезными для лечения рака у людей[18][19].







Примечания
  1. Celen, A. B., & Sahin, U. (2020). Sumoylation on its 25th anniversary: mechanisms, pathology, and emerging concepts. The FEBS journal, 287(15), 3110-3140. PMID 32255256 doi:10.1111/febs.15319
  2. Zhao, J. (2007). Sumoylation regulates diverse biological processes. Cellular and molecular life sciences, 64(23), 3017-3033. PMID 17763827 PMC 7079795 doi:10.1007/s00018-007-7137-4
  3. 1 2 Yang, Y., He, Y., Wang, X., Liang, Z., He, G., Zhang, P., ... & Liang, S. (2017). Protein SUMOylation modification and its associations with disease. Open biology, 7(10), 170167. PMID 29021212 PMC 5666083 doi:10.1098/rsob.170167
  4. Yau, T. Y., Sander, W., Eidson, C., & Courey, A. J. (2021). SUMO Interacting Motifs: Structure and Function. Cells, 10(11), 2825. PMID 34831049 PMC 8616421 doi:10.3390/cells10112825
  5. Cappadocia, L., & Lima, C. D. (2018). Ubiquitin-like protein conjugation: structures, chemistry, and mechanism. Chemical reviews, 118(3), 889-918.PMID 28234446 PMC 5815371 doi:10.1021/acs.chemrev.6b00737
  6. Yau, T. Y., Molina, O., & Courey, A. J. (2020). SUMOylation in development and neurodegeneration. Development, 147(6), dev175703. PMID 32188601 PMC 7097199 doi:10.1242/dev.175703
  7. Niskanen, E. A., Malinen, M., Sutinen, P., Toropainen, S., Paakinaho, V., Vihervaara, A., ... & Palvimo, J. J. (2015). Global SUMOylation on active chromatin is an acute heat stress response restricting transcription. Genome biology, 16(1), 1-19. PMID 26259101 PMC 4531811 doi:10.1186/s13059-015-0717-y
  8. Ryu, H. Y., & Hochstrasser, M. (2021). Histone sumoylation and chromatin dynamics. Nucleic Acids Research, 49(11), 6043-6052. PMID 33885816 PMC 8216275 doi:10.1093/nar/gkab280
  9. Boulanger, M., Chakraborty, M., Temp, D., Piechaczyk, M., & Bossis, G. (2021). SUMO and transcriptional regulation: The lessons of large-scale proteomic, modifomic and genomic studies. Molecules, 26(4), 828. PMID 33562565 PMC 7915335 doi:10.3390/molecules26040828
  10. Zhao X, Hendriks IA, LeGras S, Ye T, Ramos AL (Январь 2022). Waves of sumoylation support transcription dynamics during adipocyte differentiation. Nucleic acids research. 50 (3): 1351–1369. doi:10.1093/nar/gkac027. PMC 8860575. PMID 35100417.
  12. Li, T., Santockyte, R., Shen, R. F., Tekle, E., Wang, G., Yang, D. C., & Chock, P. B. (2006). Expression of SUMO-2/3 induced senescence through p53-and pRB-mediated pathways. Journal of Biological Chemistry, 281(47), 36221-36227. PMID 17012228 doi:10.1074/jbc.M608236200
  13. Jin, L. Z., Lu, J. S., & Gao, J. W. (2018). Silencing SUMO2 promotes protection against degradation and apoptosis of nucleus pulposus cells through p53 signaling pathway in intervertebral disc degeneration. Bioscience reports, 38(3). BSR20171523 PMID 29700214 PMC 6023941 doi:10.1042/BSR20171523
  14. Kho, C., Lee, A., Jeong, D., Oh, J. G., Gorski, P. A., Fish, K., ... & Hajjar, R. J. (2015). Small-molecule activation of SERCA2a SUMOylation for the treatment of heart failure. Nature communications, 6(1), 1-11. PMID 26068603 PMC 4467461 doi:10.1038/ncomms8229
  15. Du, C., Chen, X., Su, Q., Lu, W., Wang, Q., Yuan, H., ... & Qi, Y. (2021). The Function of SUMOylation and Its Critical Roles in Cardiovascular Diseases and Potential Clinical Implications. International Journal of Molecular Sciences, 22(19), 10618. PMID 34638970 PMC 8509021 doi:10.3390/ijms221910618
  16. Lightcap, E. S., Yu, P., Grossman, S., Song, K., Khattar, M., Xega, K., ... & Huszar, D. (2021). A small-molecule SUMOylation inhibitor activates antitumor immune responses and potentiates immune therapies in preclinical models. Science Translational Medicine, 13(611), eaba7791. PMID 34524860 doi:10.1126/scitranslmed.aba7791
  17. Kumar, S., Schoonderwoerd, M. J., Kroonen, J. S., de Graaf, I. J., Sluijter, M., Ruano, D., ... & Vertegaal, A. C. (2022). Targeting pancreatic cancer by TAK-981: a SUMOylation inhibitor that activates the immune system and blocks cancer cell cycle progression in a preclinical model. Gut. PMID 35074907 doi:10.1136/gutjnl-2021-324834
  18. Kukkula, A., Ojala, V. K., Mendez, L. M., Sistonen, L., Elenius, K., & Sundvall, M. (2021). Therapeutic potential of targeting the SUMO pathway in cancer. Cancers, 13(17), 4402. PMID 34503213 PMC 8431684 doi:10.3390/cancers13174402
  19. Hua, D., & Wu, X. (2022). Small-molecule inhibitors targeting small ubiquitin-like modifier pathway for the treatment of cancers and other diseases. European Journal of Medicinal Chemistry, 233, 114227. PMID 35247754 doi:10.1016/j.ejmech.2022.114227
Downgrade Counter