Degrón

Un degrón es una porción de una proteína que es importante en la regulación de las tasas de degradación de proteínas. Los degrones conocidos incluyen secuencias cortas de aminoácidos, ^{[ 2 ]} motivos estructurales ^{[ 1 ]} y aminoácidos expuestos (a menudo lisina ^{[ 3 ]} o arginina ^{[ 4 ]} ) ubicados en cualquier parte de la proteína. De hecho, algunas proteínas pueden incluso contener múltiples degrones. ^{[ 1 ] [ 5 ]} Los degrones están presentes en una variedad de organismos, desde los N-degrones (ver Regla del extremo N ) caracterizados por primera vez en levaduras ^{[ 6 ]} hasta la secuencia PEST de la ornitina descarboxilasa de ratón . ^{[ 7 ]} Se han identificado degrones en procariotas ^{[ 8 ]} así como en eucariotas . Si bien hay muchos tipos diferentes de degrones, y un alto grado de variabilidad incluso dentro de estos grupos, todos los degrones son similares por su participación en la regulación de la tasa de degradación de una proteína. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Al igual que los mecanismos de degradación de proteínas (véase proteólisis ) se clasifican según su dependencia o falta de dependencia de la ubiquitina , una pequeña proteína implicada en la degradación proteica del proteasoma , ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} los degrones también pueden denominarse "dependientes de ubiquitina" ^{[ 9 ]} o "independientes de ubiquitina". ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Los degrones dependientes de ubiquitina reciben este nombre porque están implicados en el proceso de poliubiquitinación para dirigir una proteína al proteasoma. ^{[ 15 ] [ 16 ]} En algunos casos, el propio degrón sirve como sitio de poliubiquitinación, como se observa en las proteínas TAZ y β-catenina . ^{[ 17 ]} Dado que el mecanismo exacto por el cual un degrón participa en la poliubiquitinación de una proteína no siempre se conoce, los degrones se clasifican como dependientes de ubiquitina si su eliminación de la proteína conduce a una menor ubiquitinación o si su adición a otra proteína conduce a una mayor ubiquitinación. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Por el contrario, los degrones independientes de ubiquitina no son necesarios para la poliubiquitinación de su proteína. Por ejemplo, no se demostró que el degrón en IκBα , una proteína involucrada en la regulación del sistema inmunitario, estuviera involucrado en la ubiquitinación, ya que su adición a la proteína verde fluorescente ( GFP ) no aumentó la ubiquitinación. ^{[ 1 ]} Sin embargo, un degrón solo puede sugerir el mecanismo por el cual se degrada una proteína ^{[ 20 ]} , por lo que identificar y clasificar un degrón es solo el primer paso para comprender el proceso de degradación de su proteína.

Para identificar una porción de una proteína como un degrón, a menudo se realizan tres pasos. ^{[ 1 ] [ 19 ] [ 20 ]} Primero, el candidato a degrón se fusiona a una proteína estable, como GFP, y se comparan las abundancias de proteínas a lo largo del tiempo entre la proteína no alterada y la fusión (como se muestra en verde). ^{[ 21 ]} Si el candidato es de hecho un degrón, entonces la abundancia de la proteína de fusión disminuirá mucho más rápido que la de la proteína no alterada. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Segundo, se diseña una forma mutante de la proteína del degrón de tal manera que carezca del candidato a degrón. De manera similar a antes, la abundancia de la proteína mutante a lo largo del tiempo se compara con la de la proteína no alterada (como se muestra en rojo). Si el candidato a degrón eliminado es de hecho un degrón, entonces la abundancia de la proteína mutante disminuirá mucho más lentamente que la de la proteína no alterada. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Recordemos que los degrones a menudo se denominan "dependientes de ubiquitina" o "independientes de ubiquitina". El tercer paso realizado suele hacerse después de uno o ambos de los dos pasos anteriores, porque sirve para identificar la dependencia de ubiquitina o la falta de ella de un degrón previamente identificado. En este paso, se examinarán las proteínas A y A' (idénticas en todos los sentidos excepto por la presencia del degrón en A'). Nótese que aquí podrían realizarse procedimientos de mutación o fusión, por lo que A es una proteína como GFP y A' es una fusión de GFP con el degrón (como se muestra en verde) o A' es la proteína del degrón y A es una forma mutante sin el degrón (como se muestra en rojo). Se medirá la cantidad de ubiquitina unida a A y a A'. ^{[ 1 ] [ 7 ] [ 20 ]} Un aumento significativo en la cantidad de ubiquitina en A' en comparación con A sugerirá que el degrón es dependiente de ubiquitina. ^{[ 1 ] [ 9 ]}

• Regla del extremo N
• Proteasoma
• proteólisis