Degron
En degron är en del av ett protein som är viktig för reglering av proteinnedbrytningshastigheter. Kända degroner inkluderar korta aminosyrasekvenser, strukturella motiv och exponerade aminosyror (ofta lysin eller arginin) belägna var som helst i proteinet. Faktum är att vissa proteiner till och med kan innehålla flera degroner. Degroner är närvarande i en mängd olika organismer, från N-degroner (se N-ändregeln ) som först karakteriserades i jäst till PEST-sekvensen av musornitindekarboxylas. Degroner har identifierats i prokaryoter som eukaryoter . Även om det finns många typer av olika degroner, och en hög grad av variabilitet även inom dessa grupper, är degroner alla lika för deras inblandning i att reglera hastigheten för ett proteins nedbrytning. Ungefär som proteinnedbrytningsmekanismer (se proteolys ) kategoriseras efter deras beroende eller brist därav av Ubiquitin , ett litet protein som är involverat i proteasomal proteinnedbrytning, kan Degrons också hänvisas till som "Ubiquitin-beroende" eller "Ubiquitin-oberoende".
Typer
Ubiquitin-beroende degroner kallas så eftersom de är inblandade i polyubiquitineringsprocessen för att rikta ett protein till proteasomen. I vissa fall fungerar degronen själv som platsen för polyubiquitination, vilket ses i TAZ- och β-cateninproteiner . Eftersom den exakta mekanismen genom vilken en degron är involverad i ett proteins polyubiquitination inte alltid är känd, klassificeras degroner som Ubiquitin-beroende om deras avlägsnande från proteinet leder till mindre ubiquitination eller om deras tillägg till ett annat protein leder till mer ubiquitination.
Däremot är Ubiquitin-oberoende degroner inte nödvändiga för polyubiquitinering av deras protein. Till exempel visades inte degron på IkBa , ett protein som är involverat i regleringen av immunsystemet, vara involverat i ubiquitination eftersom dess tillägg till Green Fluorescent Protein ( GFP ) inte ökade ubiquitination. En degron kan dock bara antyda mekanismen genom vilken ett protein bryts ned och därför är identifiering och klassificering av en degron bara det första steget för att förstå nedbrytningsprocessen för dess protein.
Identifiering
För att identifiera en del av ett protein som en degron, utförs ofta tre steg. Först fusioneras degronkandidaten till ett stabilt protein, såsom GFP, och proteinöverflöd över tiden jämförs mellan det oförändrade proteinet och fusionen (som visas i grönt). Om kandidaten i själva verket är en degron, kommer mängden av fusionsproteinet att minska mycket snabbare än det oförändrade proteinet. För det andra är en mutant form av degrons protein utformad så att den saknar degronkandidaten. I likhet med tidigare jämförs förekomsten av mutantproteinet över tiden med det oförändrade proteinet (som visas i rött). Om den borttagna degronkandidaten i själva verket är en degron, kommer mängden mutantprotein att minska mycket långsammare än det oförändrade proteinet. Kom ihåg att degroner ofta hänvisas till som "Ubiquitin-beroende" eller "Ubiquitin-oberoende" Det tredje steget som utförs görs ofta efter ett eller båda av de föregående två stegen, eftersom det tjänar till att identifiera Ubiquitin-beroendet eller bristen därav av en tidigare identifierad degron. I detta steg kommer protein A och A' (identiska på alla sätt utom närvaron av degron i A') att undersökas. Observera att mutations- eller fusionsprocedurer kan utföras här, så antingen är A ett protein som GFP och A' är en fusion av GFP med degronen (som visas i grönt) eller så är A' degronens protein och A är en mutantform utan degronen (som visas i rött.) Mängden ubiquitin bundet till A och till A' kommer att mätas. En signifikant ökning av mängden Ubiquitin i A' jämfört med A kommer att antyda att degronen är Ubiquitin-beroende.