Ubiquitin-Adenylat: Struktur und Rolle bei der Ubiquitin-Aktivierung

Das saure Präzipitat des Ubiquitin-aktivierenden Enzyms nach der Reaktion mit ATP und Ubiquitin enthält ein Enzymäquivalent von Ubiquitin-Adenylat, in dem das carboxyl-terminale Glycin von Ubiquitin und AMP in einer Acyl-Phosphat-Bindung vorliegen. Das zurückgewonnene Ubiquitin-Adenylat weist die vorgeschlagenen katalytischen Eigenschaften als Reaktionszwischenprodukt auf. Somit entsteht bei der Reaktion mit frischem Enzym in Abwesenheit von Mg2+ oder ATP der Produktkomplex E-Ubiquitin . AMP-Ubiquitin. Dieser Komplex ist in der Lage, Ubiquitin-Protein-Isopeptid-Derivate zu erzeugen, wenn er einer Retikulozytenfraktion hinzugefügt wird, die die Protein-Konjugation katalysiert. Dies reproduziert den Effekt, der zuvor gezeigt wurde und Ubiquitin, ATP und Mg2+ erforderte. In Gegenwart des aktivierenden Enzyms wird Ubiquitin-Adenylat in ATP und freies Ubiquitin in einem Schritt umgewandelt, der PPi und Mg2+ erfordert. Basierend auf Studien zur 32PPPi/Nukleosidtriphosphat-Austausch könnte das aktivierende Enzym zur Erzeugung von 2'-Deoxy-AMP-, 2'-Deoxy-IMP- und 2'-Deoxy-GMP-Ubiquitin, jedoch nicht von Pyrimidin-Nukleotid-Ubiquitin-Derivaten verwendet werden. Das Enzym zeigt eine bescheidene Präferenz für die pro-S-Diastereomere von Adenosin 5'-O-(1-Thiotriphosphat) und Adenosin 5'-O-(2-Thiotriphosphat). Anorganisches Phosphat, Arsenat, Methylphosphat und Tripolyphosphat, jedoch nicht Nukleosidtriphosphate, können als alternative Substrate anstelle von PPi in der Umkehrung der Ubiquitin-Adenylat-Bildung dienen. Daher katalysiert das Enzym die ungewöhnliche Reaktion ATP + Pi im Gleichgewicht mit ADP + PPi in Anwesenheit von Ubiquitin.