Coordinación de las actividades ATPasa y SUMO-ligasa en el complejo Smc5/6: implicaciones en reparación de cromosomas
Uno de los aspectos más sorprendentes del proceso de división celular es la capacidad de duplicar y transmitir los cromosomas a las células hijas con enorme precisión. Las proteínas SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) forman una familia de ATPasas esenciales durante los procesos de replicaci...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Institución: | Varias* (Consorci de Biblioteques Universitáries de Catalunya, Centre de Serveis Científics i Acadèmics de Catalunya) |
| Repositorio: | Recercat. Dipósit de la Recerca de Catalunya |
| OAI Identifier: | oai:recercat.cat:10459.1/64270 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/378652 http://hdl.handle.net/10459.1/64270 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Complex Smc5/6 Sumo lligasa Mms21 Reparació Complejo Smc5/6 Sumo-ligasa Mms21 Reparación Smc5/6 complex Mms21 SUMO ligase Repair Bioquímica i biologia molecular 577 |
| Sumario: | Uno de los aspectos más sorprendentes del proceso de división celular es la capacidad de duplicar y transmitir los cromosomas a las células hijas con enorme precisión. Las proteínas SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) forman una familia de ATPasas esenciales durante los procesos de replicación, reparación y segregación de los cromosomas. En las células eucariotas hay tres complejos proteicos de tipo SMC: cohesina, condensina y Smc5/6. Este último es necesario para que los cromosomas estén bien resueltos en el momento de su segregación y, a diferencia de los otros dos complejos SMC, tiene una subunidad con actividad SUMO-ligasa, conocida como Mms21 o Nse2. La presencia de una SUMO-ligasa en el complejo sugiere que éste pueda tener funciones de señalización además de estructurales. Mms21 se une a los dominios coiled-coil de la proteína Smc5 y sumoila varias subunidades del complejo además del mismo Smc5. Curiosamente, Mms21 también participa en la sumoilación de varias subunidades en los complejos cohesina y condensina. Aunque la función SUMO-ligasa de Mms21 no es esencial para la viabilidad celular, sí lo es para el mantenimiento de la integridad genómica. Es por ello que conocer su mecanismo de activación es de gran importancia. En este trabajo proponemos que la actividad ATPasa del complejo Smc5/6 está mecanísticamente acoplada a la activación de la SUMO-ligasa Mms21. Por un lado mostramos que la ligasa Mms21 necesita unirse al complejo Smc5/6 para acceder a sus dianas. A través del estudio de distintos mutantes ATPasa, mostramos que la activación de la SUMO-ligasa requiere como mínimo la unión a ATP e interacción entre los dominios ATPasa de Smc5 y Smc6, pero no la hidrólisis de ATP. A pesar de que los dominios SUMO-ligasa y ATPasa se encuentran en zonas distantes en la molécula, las dos actividades se comunican a través de los dominios coiled-coil de Smc5. Además, la activación de Mms21 requiere la presencia de disrupciones evolutivamente conservadas en los dominios coiled-coil. Proponemos que estas disrupciones funcionarían a modo de articulaciones que permitirían los cambios conformacionales necesarios para activar la ligasa Mms21. La coordinación de estas dos funciones en un mismo complejo proteico es extremadamente útil para la célula y la estabilidad de su genoma, ya que permite integrar un papel estructural en la cromatina, dependiente de la actividad ATPasa, con una función de señalización a través de SUMO, promoviendo así la correcta reparación y segregación de los cromosomas. Finalmente, en este estudio hemos diseccionado la región del coiled-coil donde recae la sumoilación de Smc5, con el fin de generar mutantes no sumoilables y analizar su función. Nuestros resultados indican que la sumoilación de Smc5 es prescindible para la reparación de daño en DNA durante la replicación del genoma; sin embargo, sí parece ser necesaria en condiciones de acumulación de intermediarios de recombinación, lo cual sugiere la participación de la sumoilación de Smc5 en el metabolismo de este tipo de estructuras. |
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