Prokaryotic Ubiquitin-like Protein

Prokaryotisches Ubiquitin-artiges Protein (Pup)
Drei prokaryotisch ubiquitin-artige Proteine (Blau) gebunden an die Proteasomal ATPase Mpa (Rot)
Vorhandene Strukturdaten: 3M91, 3M9D
Masse/Länge Primärstruktur	6,944 kDa / 64 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Name(n)	Pup/Mpa PDB:3M9D
Externe IDs	UniProt: P9WHN5
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon	Prokaryoten

Das prokaryotic Ubiquitin-like Protein (zu deutsch etwa ‚prokaryotisches ubiquitin-artiges Protein‘, Pup) ist ein kleines zumeist unstrukturiertes Protein mit einer ähnlichen Funktion wie Ubiquitin.^[1] Im Gegensatz zu Ubiquitin kommt Pup nur in Prokaryoten und hier hauptsächlich in Actinobakterien wie Mycobacterium tuberculosis vor. Genau wie Ubiquitin wird auch Pup als post-translationale Modifikation spezifisch an Lysin eines Proteins ligiert, wobei allerdings nur zwei Enzyme, Dop und PafA, benötigt werden. In einem ersten Schritt wird durch die Deamidase Dop das C-terminale Glutamin in eine Glutaminsäure umgewandelt, um Pup in ein Substrat für das zweite Enzym, PafA, zu aktivieren. PafA etabliert im Anschluss ATP-abhängig eine Isopeptidbindung zwischen Pup und einem Substrat-Lysin. Der Vorgang wird als Pupylierung bezeichnet.^[2] Pupylierte Substrate werden durch die mycobakterielle proteasomale ATPase (Mpa) gebunden, indem Pup eine bindungs-induzierte α-Helix ausbildet.^[3] Mpa führt dann das Pup-markierte Protein dem 20S Core-Partikel zu, wodurch das Substrat abgebaut wird.^[4] Das Zusammenspiel von Pup, den beiden Enzymen Dop und PafA, sowie der Protease wird auch als prokaryotisches proteasomales System (PPS) bezeichnet.

Struktur

Die Aminosäuresequenz für Pup aus Mycobacterium tuberculosis im Einbuchstabencode – mit dem C-terminalen Glutamin gefettet hervorgehoben –:

N-Terminus MAQEQTKRGGGGGDDDDIAGSTAAGQERREKLTEETDDLLDEIDDVLEENAEDFVRAYVQKGGQ C-Terminus[5]

Siehe auch

• SUMO-Proteine

Einzelnachweise

1. ↑ Kristin E. Burns, Wei-Ting Liu, Helena I. M. Boshoff, Pieter C. Dorrestein, Clifton E. Barry: Proteasomal Protein Degradation in Mycobacteria Is Dependent upon a Prokaryotic Ubiquitin-like Protein. In: Journal of Biological Chemistry. 284. Jahrgang, Nr. 5, 2009, ISSN 0021-9258, S. 3069–3075, doi:10.1074/jbc.M808032200. 
2. ↑ Frank Striebel, Frank Imkamp, Dennis Özcelik, Eilika Weber-Ban: Pupylation as a signal for proteasomal degradation in bacteria. In: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1843. Jahrgang, Nr. 1, 2014, ISSN 0167-4889, S. 103–113, doi:10.1016/j.bbamcr.2013.03.022. 
3. ↑ Tao Wang, K. Heran Darwin, Huilin Li: Binding-induced folding of prokaryotic ubiquitin-like protein on the Mycobacterium proteasomal ATPase targets substrates for degradation. In: Nature Structural & Molecular Biology. 17. Jahrgang, Nr. 11, 2010, ISSN 1545-9993, S. 1352–1357, doi:10.1038/nsmb.1918. 
4. ↑ Michael J. Pearce, Julian Mintseris, J. Ferreyra, S. P. Gygi, K. Heran Darwin: Ubiquitin-Like Protein Involved in the Proteasome Pathway of Mycobacterium tuberculosis. In: Science. 322. Jahrgang, Nr. 5904, 2008, ISSN 0036-8075, S. 1104–1107, doi:10.1126/science.1163885. 
5. ↑ UniProt P9WHN4