Caracterización de secuencias de Cullin-box que dirigen la reclutación de los módulos Cul2-Rbx1 y Cul5-Rbx2 a las ligasas de ubiquitina basadas en Elongin BC

La familia de proteínas Elongin BC-box incluye el supresor tumoral von Hippel-Lindau y las proteínas supresoras de señalización de citoquinas, que son subunidades de reconocimiento de sustrato de clases estructuralmente relacionadas de ligasas de ubiquitina E3 compuestas por Elongin C-Elongin B-Cullin 2-Rbx1 (ligasas de ubiquitina Cul2) o por Elongin C-Elongin B-Cullin 5-Rbx2 (ligasas de ubiquitina Cul5). El complejo Elongin BC actúa como un adaptador que une una subunidad de reconocimiento de sustrato a heterodímeros de Cullin 2 (Cul2) y la proteína de dedo RING Rbx1 o Cullin 5 (Cul5) y Rbx2. Se ha demostrado (Kamura, T., Maenaka, K., Kotoshiba, S., Matsumoto, M., Kohda, D., Conaway, R. C., Conaway, J. W., y Nakayama, K. I. (2004) Genes Dev. 18, 3055-3065) que la interacción de las proteínas del BC-box con su módulo Cul-Rbx correspondiente está determinada por regiones específicas, llamadas boxes de Cul2 o Cul5, ubicadas inmediatamente río abajo de sus BC-boxes. Aquí, investigamos más a fondo los mecanismos que gobiernan el ensamblaje de proteínas BC-box con sus específicos módulos Cul-Rbx. A través de la purificación y caracterización de una colección más amplia de proteínas BC-box que sirven como subunidades de reconocimiento de sustrato de las ligasas de ubiquitina Cul2 y Cul5 y a través de estudios de función-estructura, definimos los boxes de Cul2 y Cul5 con mayor detalle. Aunque anteriormente parecía que existía poca similitud de secuencia entre los motivos de box de Cul5 y Cul2, los análisis de proteínas BC-box recientemente identificadas revelan que los residuos conservados en el box de Cul2 representan un subconjunto de aquellos conservados en el box de Cul5. El motivo de secuencia LPPhiP, que está conservado en la mayoría de los boxes de Cul5 y se ha sugerido que especifica el ensamblaje de las ligasas Cul5, es compatible con la interacción de Cul2. Finalmente, el espaciado entre los BC-boxes y los Cullin-boxes es mucho más flexible de lo que se había apreciado y puede variar de tan solo 3 hasta aproximadamente 80 aminoácidos. Tomados en conjunto, nuestros hallazgos iluminan nuevas perspectivas sobre los mecanismos por los cuales las proteínas BC-box dirigen el reclutamiento de módulos Cullin-Rbx durante la reconstitución de las ligasas de ubiquitina.