APPBP1

La subunidad reguladora E1 de la enzima activadora de NEDD8 es una proteína que en humanos está codificada por el gen NAE1 . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

La proteína codificada por este gen se une a la proteína precursora de beta-amiloide. Esta proteína de la superficie celular posee propiedades de transducción de señales y se cree que desempeña un papel en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer . Además, la proteína codificada puede formar un heterodímero con UBE1C y unirse y activar NEDD8 , una proteína similar a la ubiquitina . Esta proteína es necesaria para la progresión del ciclo celular a través del punto de control S/M. Se han encontrado tres variantes de transcripción que codifican diferentes isoformas para este gen. ^{[ 7 ]}

APPBP1 (proteína de unión a la proteína precursora amiloide 1) se une al dominio carboxilo terminal de la proteína precursora amiloide (APP). ^{[ 8 ]} APPBP1 es una proteína multifuncional con actividad en tejidos neuronales. APPBP1 también se une a UBA3 (enzima activadora de la proteína similar a la ubiquitina 3 ^{[ 9 ]} ) para formar la enzima activadora de NEDD8 (NAE). La NEDD8 activada es una enzima que regula múltiples vías celulares.

APPBP1 fue clonada e identificada por primera vez por su interacción con el extremo C-terminal del precursor de la proteína beta-amiloide (precursor de la beta-amiloide presente en la enfermedad de Alzheimer) en 1996. ^{[ 5 ]} APPBP1 fue estudiada por primera vez por sus posibles efectos neuronales, y estos efectos neuronales continúan siendo objeto de investigación (por ejemplo, referencias ^{[ 10 ] [ 11 ]} ).

APPBP1 puede unirse a UBA3 para formar la enzima activadora de NEDD8 (NAE) (homóloga a las enzimas activadoras de ubiquitina , también conocidas como enzimas E1). Cuando NEDD8 se activa, puede nedilar (y por lo tanto alterar la actividad de) proteínas diana. La nedilación ha surgido como una vía reguladora principal con un papel crítico, entre otros, en la progresión del ciclo celular y la supervivencia. Las proteínas que se nedila incluyen el factor de licencia de replicación del ADN Cdt-1, el inhibidor del factor de transcripción NF-κB pIκBα y los reguladores del ciclo celular ciclina E y p27. ^{[ 12 ]} Por lo tanto, APPBP1 lleva a cabo un paso inicial que controla las principales vías reguladoras en la célula.

El primer paso en la activación de NEDD8 por NAE es la interacción extensa de la cara ácida del dominio globular de NEDD8 con la porción del dominio de cisteína catalítica del componente APPBP1 de NAE. ^{[ 13 ]} La interfaz entre NEDD8 y APPBP1 involucra la hélice y el bucle subsiguiente en NEDD8 y un subdominio que comprende los residuos 178–280 de APPBP1 que sirve como pared para el surco ancho y profundo en la estructura APPBP1-UBA3. La naturaleza de esta interfaz es predominantemente polar, con 11 residuos de NEDD8 formando una red de enlaces de hidrógeno y puentes salinos con 9 residuos del componente APPBP1 de NAE.

Los pasos de activación subsiguientes fueron descritos por Walden et al., ^{[ 13 ]} y Schulman. ^{[ 14 ]} NEDD8 interactúa con un bolsillo de adenilación de la parte UBA3 del NAE heterodimérico para formar NEDD8- AMP unido covalentemente . NEDD8 luego forma un enlace tioéster covalente con una cisteína reactiva de la parte UBA3 del NAE. Después de esto, un segundo NEDD8 es atraído por APPBP1 seguido de adenilación en el bolsillo de adenilación de UBA3. El NAE activado se carga así con dos moléculas de NEDD8 dispuestas asimétricamente.

Tras la activación de NEDD8, iniciada por APPBP1, la interacción de NEDD8 en los sitios de daño del ADN es un proceso altamente dinámico. ^{[ 15 ]} La nedilación es necesaria durante un breve período de la subruta de reparación del genoma global (GGR) de la reparación por escisión de nucleótidos del ADN (NER). Cuando el daño del ADN se produce por irradiación UV, CUL4A en el complejo de la proteína de unión al daño del ADN 2 ( DDB2 ) es activada por NEDD8, y este complejo activado permite que GGR-NER proceda a eliminar el daño. ^{[ 16 ]}

La nedilación también desempeña un papel en la reparación de roturas de doble cadena. ^{[ 15 ]} La unión de extremos no homólogos (NHEJ) es una vía de reparación del ADN que se utiliza frecuentemente para reparar roturas de doble cadena del ADN. El primer paso de esta vía depende del heterodímero Ku70/Ku80 , que forma una estructura anular altamente estable que rodea los extremos del ADN. ^{[ 17 ]} Sin embargo, el heterodímero Ku debe eliminarse una vez completada la NHEJ, ya que de lo contrario puede bloquear la transcripción o la replicación. El heterodímero Ku se ubiquitina de forma dependiente del daño al ADN y de la nedilación para promover la liberación de Ku y otros factores de la NHEJ del sitio de reparación una vez finalizado el proceso. ^{[ 15 ]}

Cuando APPBP1 se une a UBA3 para formar la enzima activadora de NEDD8 (NAE), cambia la conformación de UBA3 de la forma libre a una forma que puede llevar a cabo la cascada de acciones necesarias para activar NEDD8. ^{[ 13 ]} El bolsillo de adenilación de UBA3 en la enzima NAE heterodimérica es fundamental para la activación de NEDD8.

Pevonedistat (MLN4924) es un análogo del sulfamato de adenosina. ^{[ 18 ]}

Pevonedistat es un inhibidor de la NAE basado en el mecanismo. La NAE cataliza la formación de un aducto covalente NEDD8-Pevonedistat. Este aducto ocupa los mismos sitios que el ATP y el NEDD8 unidos en el sitio activo de adenilación en la estructura de la NAE. ^{[ 18 ]} El aducto NEDD8-Pevonedistat se asemeja al adenilato de NEDD8, el primer intermediario en el ciclo de reacción de la NAE, pero no puede utilizarse en reacciones intraenzimáticas posteriores. La estabilidad del aducto NEDD8-Pevonedistat dentro del sitio activo de la NAE bloquea la actividad enzimática, lo que explica la potente inhibición de la vía del NEDD8 por Pevonedistat.

Como se describió anteriormente, la NEDD8 activada es necesaria para al menos dos vías de reparación del ADN, la reparación por escisión de nucleótidos (NER) y la unión de extremos no homólogos (NHEJ) (ver NEDD8 ).

Uno o más genes de reparación del ADN en siete vías de reparación del ADN se silencian epigenéticamente con frecuencia en los cánceres (véase, por ejemplo, vías de reparación del ADN ). ^{[ 19 ]} ) Esta es una fuente probable de la inestabilidad genómica de los cánceres. Si la activación de NEDD8 se inhibe con Pevonedistat, las células cancerosas tendrán entonces una deficiencia inducida adicional de NER o NHEJ. Dichas células pueden entonces morir debido a la reparación deficiente del ADN que conduce a la acumulación de daños en el ADN. El efecto de la inhibición de NEDD8 puede ser mayor para las células cancerosas que para las células normales si las células cancerosas ya son deficientes en la reparación del ADN debido al silenciamiento epigenético previo de genes de reparación del ADN activos en vías alternativas (véase letalidad sintética ).

En un ensayo de fase 1 de Pevonedistat para determinar la dosificación en pacientes con LMA y síndromes mielodisplásicos , "se observó una actividad clínica modesta". ^{[ 20 ]}

Más recientemente, en 2016, Pevonedistat ha demostrado un efecto terapéutico significativo en otros tres ensayos clínicos de fase I sobre cáncer. Estos incluyen ensayos de Pevonedistat contra mieloma múltiple o linfoma recidivante/refractario, ^{[ 21 ]} melanoma metastásico, ^{[ 22 ]} y tumores sólidos avanzados. ^{[ 23 ]}

Se ha demostrado que APPBP1 interactúa con UBE1C , ^{[ 24 ]} TRIP12 ^{[ 25 ]} y la proteína precursora amiloide . ^{[ 5 ]}

• Ubicación del genoma humano NAE1 y página con detalles del gen NAE1 en el navegador genómico de UCSC .