sumoylacja

Sumoylacja to posttranslacyjna modyfikacja białek, w której cząsteczki SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) są kowalencyjnie przyłączane do określonych lizyn w białkach docelowych. Modyfikacja ta wpływa na aktywność, stabilność, lokalizację subkomórkową oraz interakcje białek. Sumoylacja odwracalna jest przez rodzinę proteaz SENP, które usuwają SUMO.

W organizmie człowieka występują czterej paralogi SUMO: SUMO1, SUMO2, SUMO3 i SUMO4. SUMO2 i SUMO3 są bardzo podobne i często tworzą łańcuchy SUMO, podczas gdy SUMO1 zwykle występuje jako pojedynczy moduł. SUMO4 ma ograniczoną szerokość dystrybucji i funkcji; w niektórych kontekstach nie jest aktywnie sumoylowany w sposób klasyczny.

Kaskada sumoylacji obejmuje trzy typy enzymów. E1 activating enzyme (SAE1/SAE2) aktywuje SUMO przy użyciu ATP i tworzy tymczasowy kompleks sumoylo- E1. Następnie SUMO jest przenoszony na E2, czyli enzym UBC9. E3 ligazy sumoylacyjne (np. PIAS1-4, RanBP2) ułatwiają transfer SUMO z E2 na lysynowy OH w białku docelowym, często w kontekście motywu sumoylationowego ψKxE lub w miejscach niekonserwowanych. Sumoylowanie może być mono- lub polySUMOylacją.

Wynik sumoylacji to zmienność funkcjonalna: modyfikacja może zmieniać aktywność enzymatyczną, stabilność, interakcje z innymi białkami i lokalizację jądrową. Wielu substratom jest związanych z regulacją transkrypcji, naprawą DNA, chromatyną i transportem jądrowym. Sumoylacja często współdziała z układem ubikwitynacyjnym; łańcuchy SUMO mogą kierować degradacją poprzez SUMO-targeted ubiquitin ligases (np. RNF4).

Ważne znaczenie biologiczne i kliniczne: zaburzenia sumoylacji wiążą się z nowotworami, chorobami neurodegeneracyjnymi i sercowymi, co czyni ten układ potencjalnym celem terapii oraz diagnostyki. Detekcja sumoylacji odbywa się m.in. metodami immunoblotowania i masowej spektrometrii.