UBA1

إنزيم تنشيط مُعدِّل اليوبيكويتين الشبيه 1 ( UBA1 ) هو إنزيم يُشفَّر في الإنسان بواسطة جين UBA1 . [ 5 ] [ 6 ] يشارك UBA1 في عملية اليوبيكويتين ومسار NEDD8 لطي البروتين وتحلله ، بالإضافة إلى العديد من العمليات البيولوجية الأخرى. [ 5 ] [ 7 ] وقد رُبط هذا البروتين بضمور العضلات الشوكي المرتبط بالكروموسوم X من النوع 2 ، والأمراض التنكسية العصبية، والسرطانات . [ 8 ] [ 9 ]

بناء

جين

يقع جين UBA1 في نطاق الكروموسوم Xp11.23 ، ويتكون من 31 إكسونًا .

بروتين

يُعدّ UBA1 الخاص باليوبيكويتين (Ub) بروتينًا أحاديًا بوزن جزيئي يتراوح بين 110 و120 كيلو دالتون، بينما يُعدّ UBA1 الخاص بالبروتينات الشبيهة باليوبيكويتين (Ubls) NEDD8 و SUMO معقدات ثنائية غير متجانسة ذات أوزان جزيئية متقاربة. تحتوي جميع بروتينات UBA1 حقيقية النواة على تكرار ثنائي النطاق ، مُشتق من بروتينات MoeB و ThiF البكتيرية ، [ 10 ] حيث يظهر هذا التكرار مرة واحدة في كل من النصف الطرفي الأميني والنصف الطرفي الكربوكسيلي لبروتين UBA1 الخاص باليوبيكويتين، أو في الوحدات الفرعية المنفصلة لبروتين UBA1 الخاص بـ NEDD8 وSUMO. [ 11 ] يتكون UBA1 الخاص باليوبيكويتين من أربع وحدات بناء: أولًا، نطاقات الأدينيل المكونة من نمطين متماثلين من MoeB/ThiF، يرتبط الأخير منهما بـ ATP واليوبيكويتين؛ [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ثانيًا، نطاقات السيستين النصفية المحفزة ، التي تحتوي على سيستين الموقع النشط لـ E1 المُدرج في كل نطاق من نطاقات الأدينيلَة؛ [ 15 ] ثالثًا، حزمة من أربعة حلزونات تمثل إدخالًا ثانيًا في نطاق الأدينيلَة غير النشط وتلي مباشرةً نطاق السيستين النصفي المحفز الأول؛ ورابعًا، نطاق طي اليوبيكويتين الطرفي C، الذي يستقطب إنزيمات E2 محددة. [ 13 ] [ 16 ] [ 17 ]

وظيفة

يحفز البروتين المشفر بواسطة هذا الجين الخطوة الأولى في عملية اقتران اليوبيكويتين ، أو اليوبيكويتين، لتمييز البروتينات الخلوية تمهيدًا لتحللها . وبالتحديد، يحفز UBA1 عملية الأدينيلَة المعتمدة على ATP لليوبيكويتين، مُكَوِّنًا بذلك رابطة ثيوإستر بينهما. كما يستمر في المشاركة في الخطوات اللاحقة من عملية اليوبيكويتين كناقل لليوبيكويتين. [ 8 ] [ 9 ] [ 18 ] يوجد إنزيمان فقط لتنشيط اليوبيكويتين في الإنسان، هما UBA1 و UBA6 ، وبالتالي فإن UBA1 مسؤول بشكل كبير عن يوبيكويتين البروتينات في الإنسان. [ 8 ] [ 9 ] [ 18 ] ونظرًا لدوره المحوري في عملية اليوبيكويتين، فقد رُبط UBA1 بتنظيم دورة الخلية ، والبلعمة الخلوية ، ونقل الإشارات ، والاستماتة الخلوية ، وإصلاح تلف الحمض النووي، والتنظيم النسخي. [ 8 ] [ 9 ] بالإضافة إلى ذلك، يساعد UBA1 في تنظيم مسار NEDD8، مما يجعله متورطًا في طي البروتين، وكذلك في تخفيف انخفاض مستويات اليوبيكويتين أثناء الإجهاد . [ 7 ]

الأهمية السريرية

ترتبط الطفرات في جين UBA1 بضمور العضلات الشوكي المرتبط بالكروموسوم X من النوع الثاني . [ 5 ] كما ثبت تورط UBA1 في أمراض تنكسية عصبية أخرى، بما في ذلك ضمور العضلات الشوكي ، [ 19 ] بالإضافة إلى السرطان والأورام. ونظرًا لأن UBA1 يشارك في عمليات بيولوجية متعددة، ثمة مخاوف من أن تثبيطه قد يُلحق الضرر بالخلايا السليمة. ومع ذلك، لم تُظهر الاختبارات ما قبل السريرية لمثبط UBA1 على فئران مصابة بسرطان الدم أي آثار سامة إضافية على الخلايا السليمة، كما أن نجاح أدوية أخرى تستهدف أهدافًا متعددة التأثيرات يدعم سلامة استخدام مثبط UBA1 في علاج السرطان. [ 8 ] [ 9 ]

علاوة على ذلك، يستهدف مثبط UBA1، لارجازول ، بالإضافة إلى مشتقاته الكيتونية والإسترية، الخلايا السرطانية بشكل تفضيلي على الخلايا الطبيعية، وذلك عن طريق منع ارتباط اليوبيكويتين وUBA1 بشكل خاص خلال خطوة الأدينيلية في مسار E1. ويخضع حاليًا مثبط إنزيم NEDD8 المنشط MLN4924، الذي يعمل وفق آليات مماثلة، لتجارب سريرية من المرحلة الأولى. [ 9 ]

إن حالة الالتهاب الذاتي التي تم تحديدها في عام 2020 وأطلق عليها اسم متلازمة VEXAS (الفجوات، إنزيم E1، المرتبطة بالكروموسوم X، الالتهاب الذاتي، الجسدي) ناتجة عن طفرة في الميثيونين 41 في UBA1، وهو إنزيم E1 الذي يبدأ عملية اليوبيكويتين . [ 20 ]

التفاعلات

ثبت أن UBA1 يتفاعل مع:

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000130985 Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000001924 Ensembl ، مايو 2017
  3. "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. 1 2 3 "Entrez Gene: ubiquitin-like modifier activating enzyme 1" .
  6. كودو م، سوغاساوا ك، هوري ت، إينوموتو ت، هاناوكا ف، أوي م (يناير 1991). "إنزيم تنشيط اليوبيكويتين البشري (E1): تعويض عن إنزيم E1 الفأري غير المستقر حراريًا وتحديد موقع جينه على الكروموسوم X". بحوث الخلية التجريبية . 192 (1): 110-117 . doi : 10.1016/0014-4827(91)90164-P . PMID 1845793 . 
  7. 1 2 ليديكر أو، ماتيتش آي، ماهاتا بي، بيون إي، زيرودماس دي بي (مارس 2012). "إنزيم يوبيكويتين E1، Ube1، يُحفز تنشيط NEDD8 في ظل ظروف إجهاد متنوعة" . دورة الخلية . 11 (6): 1142-1150 . doi : 10.4161/cc.11.6.19559 . PMID 22370482 . 
  8. 1 2 3 4 5 6 كوريل إس، دي باولا آي، مورجيلو سي إم، فيديريكو إيه، زاكارو إل، بالانتي بي، وآخرون (2014). "النموذج البنيوي للمركب الرباعي hUbA1-UbcH10: تحليل حاسوبي وتجريبي للتفاعلات بين البروتينات E1 وE2 واليوبيكويتين" . PLOS ONE . 9 (11) e112082. Bibcode : 2014PLoSO...9k2082C . doi : 10.1371/journal.pone.0112082 . PMC 4223017. PMID 25375166 .   
  9. 1 2 3 4 5 6 أونجرمانوفا د، باركر إس جيه، ناسفيشوك سي جي، وانغ دبليو، كويد بي، تشانغ جي، وآخرون (2012). "لارجازول ومشتقاته تثبط بشكل انتقائي إنزيم تنشيط اليوبيكويتين (e1)" . PLOS ONE . 7 (1) e29208. Bibcode : 2012PLoSO...729208U . doi : 10.1371/ journal.pone.0029208 . PMC 3261141. PMID 22279528 .   
  10. جونسون إي إس، شوينهورست آي، دومين آر جيه، بلوبل جي (سبتمبر 1997). "يتم تنشيط البروتين الشبيه باليوبيكويتين Smt3p للاقتران ببروتينات أخرى بواسطة ثنائي غير متجانس Aos1p/Uba2p" . مجلة EMBO . 16 (18): 5509-5519 . doi : 10.1093/ emboj /16.18.5509 . PMC 1170183. PMID 9312010 .  
  11. لي آي، شينديلين إتش (يوليو 2008). "رؤى هيكلية حول تنشيط اليوبيكويتين المحفز بواسطة E1 ونقله إلى الإنزيمات المقترنة" . الخلية . 134 (2): 268-278 . doi : 10.1016/j.cell.2008.05.046 . PMID 18662542 . 
  12. ليك إم دبليو، وويبنز إم إم، وراجاغوبالان كيه في، وشينديلين إتش (نوفمبر 2001). "آلية تنشيط اليوبيكويتين كما كشفت عنها بنية معقد MoeB-MoaD البكتيري". نيتشر . 414 ( 6861): 325-329 . Bibcode : 2001Natur.414..325L . doi : 10.1038/35104586 . PMID 11713534. S2CID 3224437 .  
  13. ١-٢ لويس إل إم، ليما سي دي (فبراير ٢٠٠٥). "بنية إنزيم SUMO E1 تُقدّم رؤى آلية حول تنشيط SUMO واستقطاب E2 إلى E1" . مجلة EMBO . ٢٤ (٣): ٤٣٩-٤٥١ . doi : 10.1038/sj.emboj.7600552 . PMC 548657. PMID 15660128 .  
  14. والدن هـ، بودغورسكي إم إس، شولمان بي إيه (مارس 2003). "رؤى حول سلسلة نقل اليوبيكويتين من بنية الإنزيم المنشط لـ NEDD8". نيتشر . 422 ( 6929): 330-334 . Bibcode : 2003Natur.422..330W . doi : 10.1038/nature01456 . PMID 12646924. S2CID 4370095 .  
  15. Szczepanowski RH, Filipek R, Bochtler M (يونيو 2005). "البنية البلورية لجزء من إنزيم تنشيط اليوبيكويتين في الفئران" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 280 (23): 22006-22011 . doi : 10.1074/jbc.M502583200 . PMID 15774460 . 
  16. هوانغ دي تي، بايدار إيه، تشوانغ إم، واديل إم بي، هولتون جيه إم، شولمان بي إيه (فبراير 2005). "الأساس البنيوي لاستقطاب Ubc12 بواسطة نطاق ربط E2 في E1 الخاص بـ NEDD8" . الخلية الجزيئية . 17 (3): 341-350 . doi : 10.1016/j.molcel.2004.12.020 . PMID 15694336 . 
  17. هوانغ دي تي، هانت إتش دبليو، تشوانغ إم، أوهي إم دي، هولتون جيه إم، شولمان بي إيه (يناير 2007). " أساس لمفتاح ثيوإستر بروتيني شبيه باليوبيكويتين لتبديل ألفة E1-E2" . نيتشر . 445 (7126): 394-398 . Bibcode : 2007Natur.445..394H . doi : 10.1038/nature05490 . PMC 2821831. PMID 17220875 .  
  18. 1 2 مودري ب، لوكاس س، ماكوريك ل، هانزليكوفا هـ، هودني ز، لوكاس ج، وآخرون . (أبريل 2012). "إنزيم تنشيط اليوبيكويتين UBA1 ضروري للاستجابة الخلوية لتلف الحمض النووي" . دورة الخلية . 11 (8): 1573-1582 . doi : 10.4161/cc.19978 . hdl : 11104/0218364 . PMID 22456334 .  
  19. باويس وآخرون (يوليو 2016). "استعادة UBA1 بشكل منهجي تُحسّن من حالة ضمور العضلات الشوكي" . مجلة JCI Insight . 1 (11) e87908. doi : 10.1172/jci.insight.87908 . PMC 5033939. PMID 27699224 .   
  20. بيك دي بي، فيرادا إم إيه، سيكورا كيه إيه، أومبريلو إيه كيه، كولينز جيه سي، بي دبليو، وآخرون . (ديسمبر 2020). "الطفرات الجسدية في جين UBA1 ومرض التهابي ذاتي حاد يصيب البالغين" . مجلة نيو إنجلاند الطبية . 383 (27): 2628-2638 . doi : 10.1056/NEJMoa2026834 . PMC 7847551. PMID 33108101 .   
  21. تشين ز، تسوي ب، جين ج، سونغ م، تشو ب، غو هـ، وآخرون . (أبريل 2016). "إنزيم E1 المنشط لليوبيكويتين كهدف علاجي جديد لعلاج تضيق الشرايين المتكرر". تصلب الشرايين . 247 : 142-153 . doi : 10.1016/j.atherosclerosis.2016.02.016 . PMID 26919560 .  
  22. تسوكاموتو س (2016). "البحث عن مثبطات نظام اليوبيكويتين-بروتيازوم من مصادر طبيعية لعلاج السرطان" . النشرة الكيميائية والصيدلانية . 64 (2): 112-118 . doi : 10.1248/cpb.c15-00768 . PMID 26833439 . 
  23. يامانوكوتشي ر، إيمادا ك، ميازاكي م، كاتو هـ، واتانابي ت، فوجيمورو م، وآخرون . (يوليو 2012). "هيرتيوريتيكولين AE، قلويدات إندولية تثبط إنزيم تنشيط اليوبيكويتين، من الإسفنج البحري هيرتيوس ريتيكولاتوس". الكيمياء العضوية الحيوية والطبية . 20 (14): 4437-4442 . doi : 10.1016/j.bmc.2012.05.044 . PMID 22695182 .  

للمزيد من القراءة

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .