sumoylaatioon

Sumoylaatio on kovalenttinen posttranslaatiomuokkaus, jossa SUMO-proteiinit liitetään kohdeproteiineihin lysiinireseptoreille. Sumoylaation vaikutukset ovat moninaisia: se voi muuttaa proteiinin stabiilisuutta, subcellulaarista lokalisaatiota, vuorovaikutussuhteita sekä aktiviteettia, ja se osallistuu muun muassa geenien säätelyyn, kromatiinin järjestäytymiseen sekä DNA-korjausprosesseihin. Sumoylaatio on elimistössä välttämätön ja tarkasti säädelty mekanismi.

Prosessi etenee seuraavasti: SUMO-proteiinit esiastevat ja käsitellään SENP-proteaasien toimesta paljastamaan C-terminuksen diglyliinimotiivin. Kypsä SUMO aktivoidaan E1-entsyymin SAE1/SAE2:n avulla ATP:n energian avulla ja siirretään E2-konjugointientsyymiin Ubc9. SUMO-Ubc9-kompleksi voi konjugoitua kohdeproteiiniin itse, tai proteiinin konjugoitumisen tehostamiseksi käytetään E3-ligasia, kuten PIAS-perhe tai RanBP2, erityisesti niille substraateille, joilla ei ole tiukkaa konsensusmotivaattia.

Sumoylaatio tapahtuu tyypillisesti lysiinillä, jolla on konsensusmotifi Ψ-K-X-E, mutta monia sumoylaatioita osoitetaan myös konsensusin ulkopuolella. SUMO-2 ja SUMO-3 voivat muodostaa poly-SUMO-ketjuja, kun taas SUMO-1 toimii useimmiten monomeerisesti. Dekonjugaatio tapahtuu SENP-proteaasien toimesta, jolloin muokkaus on dynaaminen ja säädelty.

Biologiset konsekventit heijastuvat muun muassa transkriptionaaliseen säätelyyn, kromatiinin organisaatioon, DNA-korjaukseen sekä subnukleaariseen lokalisaatioon (esimerkiksi PML-nykylät). Sumoylaatio voi vuorovaikuttaa ubiquitinaation kanssa; STUbL-entsyymit kuten RNF4 tunnistavat poly-SUMO-ketjuja ja edistävät proteiinien ubikvitinointia.

Inhimillisessä kontekstissa sumoylaatio osallistuu kehitykseen, stressivasteisiin ja sairauksiin. Häiriöt sumoylaation säätelyssä ovat yhdistettyjä esimerkiksi syöpäkasvuun, neurodegeneratiivisiin sairauksiin ja virusten patogeneesiin. Prosessi on säilynyt pelkistetyimpinäkin eukaryoottisissa organismissa, ja sen tutkimus kattaa laajan kirjon solu- ja tautitapahtumia.