Sumoylowanie

Sumoylowanie, znane także jako sumoylacja, to odwracalna modyfikacja potranslacyjna polegająca na kowalencyjnym dołączaniu białek SUMO do reszt lizynowych białek docelowych, co wpływa na ich aktywność, stabilność, interakcje lub lokalizację.

Konjugacja zachodzi w kaskadzie enzymatycznej. E1, zwany aktywującym, składający się z SAE1/SAE2, wykorzystuje ATP do aktywacji SUMO i przekazuje go na E2, Ubc9. E3 ligazy, na przykład z rodzin PIAS lub RanBP2, zwiększają swoistość dla substratu. SUMO jest przyłączany do reszty lizynowej w motywie konsensusowym ΨKxE, chociaż występują także miejsca niezgodne z tym motywem. Demontaż sumoylowania przeprowadzają SUMO-specyficzne proteazy SENP, co czyni proces odwracalnym.

Wśród paralogów dominuje SUMO1, SUMO2 i SUMO3 (SUMO4 w populacji ludzkiej jest przedmiotem dyskusji). SUMO2/3 łatwiej tworzy łańcuchy sumoylowane; SUMO1 zwykle występuje jako pojedynczy moduł. Przed koniugacją SUMO musi być przetwarzany przez SENP, aby odsłonić końcowy glicynowy reszt.

Sumoylowanie dotyczy szerokiego spektrum substratów, w tym czynników transkrypcji, modyfikatorów chromatyny, białek naprawy DNA, białek błon jądrowych i czynników związanych z mitozą. Efekty obejmują zmianę aktywności, stabilności lub lokalizacji białek oraz modulację interakcji białko-białko poprzez motywy SIM.

Regulacja sumoylowania jest dynamiczna i reaguje na stres, uszkodzenia DNA oraz sygnały cyklu komórkowego. Istnieje zazębianie z ubikwitynacją i innymi modyfikacjami potranslacyjnymi, a zmiany poziomów sumoylacji wpływają na szlaki sygnalizacyjne i stan chromatyny.

Zaburzenia sumoylowania bywają wiązane z chorobami, takimi jak nowotwory, choroby neurodegeneracyjne i schorzenia sercowo-naczyniowe. Ze względu na szeroki zakres funkcji sumoylacja jest badana jako potencjalny cel terapeutyczny, a prowadzone są prace nad inhibitorami i modulantami procesu.