RING (domena)

RING (ang. Really Interesting New Gene) – domena obecna w strukturze białek, złożona z palca cynkowego. Zawiera motyw składający się z siedmiu cystein i jednej histydyny (C3HC4), które koordynują dwa atomy cynku. Obecna u białek zaangażowanych w szlak ubikwitynacji (ligaz ubikwitynowych - E3)^[1]. Domenę odkryto po raz pierwszy w białku Ring1, odpowiedzialnym za monoubikwitynację histonu H2A. Związek domeny RING z procesem ubikwitynacji zauważono w szeregu prac w 1999 roku^[2]^[3].

Palec cynkowy

Osobny artykuł: Palec cynkowy

Jest to rodzaj domeny białkowej, charakteryzująca się obecnością jednego lub więcej atomów cynku. Jest ona odpowiedzialna za wiązanie się białek do DNA, RNA i interakcję z innymi białkami. Może brać również udział w oddziaływaniu białko-lipid^[4].

Struktura

Dla domeny RING ustalono konsensus: C-X₂-C-X_[9-39]-C-X_[1-3]-H-X_[2-3]-C-X₂-C-X_[4-48]-C-X₂-C^[1]

Gdzie:

C - cysteina

H - histydyna

Zn - atom cynku

X - dowolny aminokwas

Schematycznie budowa domeny wygląda jak poniżej:

                              x x x     x x x
                             x      x x      x
                            x       x x       x
                           x        x x        x
                          C        C   C        C
                         x  \    / x   x \    /  x
                         x    Zn   x   x   Zn    x
                          C /    \ H   C /    \ C
                          x         x x         x
                 x x x x x x         x         x x x x x x

Ze względu na strukturę, znaleziono szereg wariantów domeny RING (RING-HC, RING-H2, C2H2C4, RBQ-1, RBX1, LIM, PHD, C4H4). Występują pomiędzy różnice w sekwencji: zmiana cystein na histydyny, bądź kwas asparaginowy i asparaginę. Niektóre z nich nie tworzą charakterystycznej struktury (LIM, PHD) i nie biorą udziału w procesie ubikwitynacji.

Funkcja

Białka zawierające w swojej strukturze domenę RING wpływają na wiele procesów komórkowych. Domena ta jest odpowiedzialna za rozpoznanie i interakcję z białkiem aktywującym ubikwitynę E2. Za samo rozpoznawanie odpowiedzialne są duże, hydrofobowe łańcuchy boczne takich aminokwasów jak izoleucyna czy tryptofan^[5]. Niekiedy białka posiadające domenę RING nie są w stanie samodzielnie przeprowadzić procesu ubikwitynacji - wymagają utworzenia kompleksu z drugim białkiem^[2].

Dotychczas nie został poznany dokładny mechanizm promowania transferu ubikwityny z enzymu E2 na białko docelowe przy udziale domeny RING. Domena w trakcie reakcji ubikwitynacji jest zazwyczaj zbyt daleko od miejsca aktywnego enzymu E2, w związku z czym nie wpływa na jego aktywność katalityczną. Promowanie reakcji ubikwitynacji może jednak odbywać się poprzez zmianę konformacyjną w interakcji E2 - ubikwityna, która wymusza usunięcie ubikwityny z miejsca aktywnego i przeniesienie jej na białko docelowe^[2].

Białka posiadające domenę RING

W proteomie ludzkim stwierdzono obecność około 600 ligaz ubikwitynowych zawierających domenę RING. Jednym z przykładów jest zaangażowany w proces naprawy DNA kompleks BRCA1-BARD1, który jest odpowiedzialny za ubikwitynację histonu H2A^[6]. Mutacja w domenie RING białka BRCA1 zakłóca jego funkcję i powoduje deregulację mechanizmu homologicznej rekombinacji, co w konsekwencji prowadzi do zwiększonego prawdopodobieństwa wystąpienia nowotworów^[7].

Przypisy

↑ ^a ^b Allan M.A.M. Weissman Allan M.A.M., Claudio A.P.C.A.P. Joazeiro Claudio A.P.C.A.P., RING Finger Proteins: Mediators of Ubiquitin Ligase Activity, „Cell”, 102 (5), 2000, s. 549–552, DOI: 10.1016/S0092-8674(00)00077-5, ISSN 0092-8674, PMID: 11007473 [dostęp 2019-01-17] (ang.).
↑ ^a ^b ^c Raymond J.R.J. Deshaies Raymond J.R.J., Claudio A.P.C.A.P. Joazeiro Claudio A.P.C.A.P., RING Domain E3 Ubiquitin Ligases, „Annual Review of Biochemistry”, 78 (1), 2009, s. 399–434, DOI: 10.1146/annurev.biochem.78.101807.093809, ISSN 0066-4154 [dostęp 2019-01-17] .
↑ Allan M.A.M. Weissman Allan M.A.M. i inni, RING fingers mediate ubiquitin-conjugating enzyme (E2)-dependent ubiquitination, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 96 (20), 1999, s. 11364–11369, DOI: 10.1073/pnas.96.20.11364, ISSN 0027-8424, PMID: 10500182 [dostęp 2019-01-17] (ang.).
↑ Jacqueline M.J.M. Matthews Jacqueline M.J.M., MargaretM. Sunde MargaretM., Zinc Fingers--Folds for Many Occasions, „IUBMB Life (International Union of Biochemistry and Molecular Biology: Life)”, 54 (6), 2002, s. 351–355, DOI: 10.1080/15216540216035, ISSN 1521-6543 [dostęp 2019-01-17] .
↑ Nikola P.N.P. Pavletich Nikola P.N.P. i inni, Structure of a c-Cblâ€“UbcH7 Complex: RING Domain Function in Ubiquitin-Protein Ligases, „Cell”, 102 (4), 2000, s. 533–539, DOI: 10.1016/S0092-8674(00)00057-X, ISSN 0092-8674, PMID: 10966114 [dostęp 2019-01-17] (ang.).
↑ Ruth MR.M. Densham Ruth MR.M. i inni, Human BRCA1–BARD1 ubiquitin ligase activity counteracts chromatin barriers to DNA resection, „Nature Structural & Molecular Biology”, 23 (7), 2016, s. 647–655, DOI: 10.1038/nsmb.3236, ISSN 1545-9993 [dostęp 2019-01-17] .
↑ RichardR. Baer RichardR., ThomasT. Ludwig ThomasT., The BRCA1/BARD1 heterodimer, a tumor suppressor complex with ubiquitin E3 ligase activity, „Current Opinion in Genetics & Development”, 12 (1), 2002, s. 86–91, DOI: 10.1016/S0959-437X(01)00269-6, ISSN 0959-437X [dostęp 2019-01-17] .

[:0-1] Allan M.A.M. Weissman Allan M.A.M., Claudio A.P.C.A.P. Joazeiro Claudio A.P.C.A.P., RING Finger Proteins: Mediators of Ubiquitin Ligase Activity, „Cell”, 102 (5), 2000, s. 549–552, DOI: 10.1016/S0092-8674(00)00077-5, ISSN 0092-8674, PMID: 11007473 [dostęp 2019-01-17] (ang.).

[:1-2] Raymond J.R.J. Deshaies Raymond J.R.J., Claudio A.P.C.A.P. Joazeiro Claudio A.P.C.A.P., RING Domain E3 Ubiquitin Ligases, „Annual Review of Biochemistry”, 78 (1), 2009, s. 399–434, DOI: 10.1146/annurev.biochem.78.101807.093809, ISSN 0066-4154 [dostęp 2019-01-17] .

[3] Allan M.A.M. Weissman Allan M.A.M. i inni, RING fingers mediate ubiquitin-conjugating enzyme (E2)-dependent ubiquitination, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 96 (20), 1999, s. 11364–11369, DOI: 10.1073/pnas.96.20.11364, ISSN 0027-8424, PMID: 10500182 [dostęp 2019-01-17] (ang.).

[4] Jacqueline M.J.M. Matthews Jacqueline M.J.M., MargaretM. Sunde MargaretM., Zinc Fingers--Folds for Many Occasions, „IUBMB Life (International Union of Biochemistry and Molecular Biology: Life)”, 54 (6), 2002, s. 351–355, DOI: 10.1080/15216540216035, ISSN 1521-6543 [dostęp 2019-01-17] .

[5] Nikola P.N.P. Pavletich Nikola P.N.P. i inni, Structure of a c-Cblâ€“UbcH7 Complex: RING Domain Function in Ubiquitin-Protein Ligases, „Cell”, 102 (4), 2000, s. 533–539, DOI: 10.1016/S0092-8674(00)00057-X, ISSN 0092-8674, PMID: 10966114 [dostęp 2019-01-17] (ang.).

[6] Ruth MR.M. Densham Ruth MR.M. i inni, Human BRCA1–BARD1 ubiquitin ligase activity counteracts chromatin barriers to DNA resection, „Nature Structural & Molecular Biology”, 23 (7), 2016, s. 647–655, DOI: 10.1038/nsmb.3236, ISSN 1545-9993 [dostęp 2019-01-17] .

[7] RichardR. Baer RichardR., ThomasT. Ludwig ThomasT., The BRCA1/BARD1 heterodimer, a tumor suppressor complex with ubiquitin E3 ligase activity, „Current Opinion in Genetics & Development”, 12 (1), 2002, s. 86–91, DOI: 10.1016/S0959-437X(01)00269-6, ISSN 0959-437X [dostęp 2019-01-17] .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]