Molecular analysis of Smc5/6-dependent sumoylation and ubiquitination
Les cèl·lules eucariotes dediquen grans esforços per mantenir la integritat del seu genoma. Els complexos SMC (Structural Maintenance of Chromosomes), que inclouen la cohesina, la condensina i el complex Smc5/6, coordinen múltiples activitats cromosòmiques que protegeixen el nostre genoma. Particula...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat de Lleida (UdL) |
| Repositorio: | Repositori Obert UdL |
| OAI Identifier: | oai:repositori.udl.cat:10459.1/71956 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/671461 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Smc5/6 Ubiquitinació Sumoilació Ubiquitinación Sumoilación Ubiquitination Sumoylation Bioquímica i Biologia Molecular 577 |
| Sumario: | Les cèl·lules eucariotes dediquen grans esforços per mantenir la integritat del seu genoma. Els complexos SMC (Structural Maintenance of Chromosomes), que inclouen la cohesina, la condensina i el complex Smc5/6, coordinen múltiples activitats cromosòmiques que protegeixen el nostre genoma. Particularment, el complex Smc5/6 té un paper clau en la reparació de l’ADN per recombinació homòloga, l’estabilització de les forquilles de replicació i la resolució de les cromàtides germanes, i és el membre més desconegut de la família SMC. A diferència de la cohesina i la condensina, conté dos dominis de tipus RING: un en la subunitat Nse1, amb potencial activitat ubiqüitina lligasa, i l’altre en la subunitat Nse2, que regula la transferència de SUMO a les proteïnes substrat. Nse2 s’uneix al coiled-coil de Smc5 a través del seu domini essencial N-terminal, mentre que la seva meitat C-terminal, que codifica per el domini SUMO lligasa, és prescindible per a la supervivència cel·lular. Malgrat això, la sumoilació de diferents subunitats dels SMC i d’altres dianes cromosòmiques depenent de Nse2 controla diverses vies biològiques directament implicades en el manteniment de la integritat genòmica. Tot i això, els processos que regulen la seva activitat SUMO E3 lligasa segueixen sent poc coneguts. En aquest estudi, es descriu un nou mecanisme mitjançant el qual la interacció entre un sensor carregat positivament en el braç de Smc5 i l’ADN estimula l’activitat SUMO E3 lligasa de Nse2. A més a més, hem realitzat un detallat anàlisi funcional de les diferents característiques estructurals presents al domini C-terminal de Nse2 en llevat. Aquesta caracterització revela que l’hèlix alfa C-terminal, que s’ha associat amb un desordre genètic rar, té una funció estructural important i afecta directament a l’estabilitat de Nse2. D’altra banda, hem identificat dues regions que incrementen la sumoilació in vitro. Sorprenentment, els nostres resultats també mostren que mutacions puntuals en residus conservats que coordinen l’àtom de zinc no afecten a la sumoilació in vivo de Smc5. L’altra subunitat del complex Smc5/6 amb un domini RING, Nse1, s’ha descrit que promou funcions de reparació de l’ADN i que manté l’estabilitat del genoma. Tot i això, fins al moment, no s’han descrit dianes per la seva activitat E3 lligasa. Aquí, fem servir proteòmica quantitativa sense marcatge per tal de comparar l’ubiquitinoma de cèl·lules wild type o mutants en el RING de Nse1. Particularment, la subunitat més gran de l’ARN POL I, Rpa190, està menys ubiquitinada en les cèl·lules nse1 mutants. Rpa190 es modifica durant la transcripció activa, i els mutants no-ubiquitinables rpa190-KR són sensibles a inhibidors de l’elongació transcripcional i són resistents a la degradació proteasomal regulada per BMH-21. En conjunt, aquests resultats proporcionen noves dades sobre la regulació i les dianes de les activitats SUMO i ubiquitina lligasa dependents de Smc5/6, que són una part crucial dels mecanismes usats pel complex Smc5/6 per tal de preservar la integritat del genoma. |
|---|