Protein Synthase 5-aminolevulinate Đặc Hiệu Cho Tế Bào Hồng Cầu Được Củng Cố Bởi Thiếu Oxy Và Ức Chế Proteasome

Biochemistry and Cell Biology - Tập 83 Số 5 - Trang 620-630 - 2005
Mohamed Abu‐Farha1, Jacques Niles, William G. Willmore
1Institute of Biochemistry, Carleton University, Ottawa, ON K1S 5B6, Canada

Tóm tắt

5-aminolevulinate synthase (ALAS; E.C. 2.3.1.37) xúc tác bước đầu tiên và là bước hạn chế tốc độ trong quá trình tổng hợp heme bên trong ti thể. Hai isozyme của ALAS, được mã hóa bởi hai gen riêng biệt, tồn tại. ALAS1 được biểu hiện phổ biến và cung cấp heme cho cytochromes và các hemoprotein khác. ALAS2 chỉ được biểu hiện trong các tế bào hồng cầu và tổng hợp heme đặc biệt cho hemoglobin. Một cuộc tìm kiếm cơ sở dữ liệu cho các protein có thể bị điều chỉnh bởi nồng độ oxy cho thấy ALAS2 chứa một chuỗi axit amin (LXXLAP trong đó L là leucine, X là bất kỳ axit amin nào, A là alanine và P là proline) không xuất hiện trong ALAS1, có thể bị hydroxyl hóa trong điều kiện bình thường (21% O2) và nhắm mục tiêu enzyme này để ubiquitination và phân huỷ bởi proteasome. Chúng tôi đã kiểm tra chu trình chuyển hóa protein của ALAS2 trong sự hiện diện của cycloheximide trong các tế bào K562. ALAS2 trong điều kiện bình thường có thời gian chuyển hóa khoảng 36 giờ. Thiếu oxy (1% O2) và ức chế proteasome làm tăng cả tính ổn định và hoạt động đặc hiệu của ALAS2 (lớn hơn từ 2 đến 7 lần, tương ứng, trong 72 giờ điều trị). Đột biến một proline quan trọng trong chuỗi LXXLAP của ALAS2 cũng làm ổn định protein vượt quá 36 giờ trong điều kiện bình thường. Protein von Hippel-Lindau (vHL) đã được kết tủa miễn dịch với ALAS2 có gắn epitope FLAG được sản xuất trong các tế bào ở điều kiện bình thường nhưng không trong các tế bào bị thiếu oxy, cho thấy rằng ALAS2 bị hydroxyl hóa trong điều kiện bình thường và nhắm mục tiêu cho ubiquitination bởi hệ thống E3 ubiquitin ligase. ALAS2 cũng có thể bị ubiquitin hóa trong điều kiện bình thường bằng cách sử dụng một thử nghiệm ubiquitination trong ống nghiệm. Nghiên cứu hiện tại cung cấp bằng chứng rằng ALAS2 bị phân hủy trong điều kiện bình thường bởi proteasome và con đường prolyl-4-hydroxylase/vHL E3 ubiquitin ligase có thể tham gia.

Từ khóa

#5-aminolevulinate synthase đặc hiệu cho tế bào hồng cầu #thiếu oxy #hydroxyl hóa #prolyl-4-hydroxylases #E3 ubiquitin ligases #protein von Hippel-Lindau #proteasome.

Tài liệu tham khảo

Baboshina O.V., 2001, J. Biol. Chem., 276, 39428, 10.1074/jbc.M106967200

Bichet S., 1999, FASEB J., 13, 285, 10.1096/fasebj.13.2.285

Bruick R.K., 2003, Genes Dev., 17, 2614, 10.1101/gad.1145503

Bruick R.K., 2001, Science (Wash. D.C.), 294, 1337, 10.1126/science.1066373

Davis R.G., 2000, Biochem. J., 346, 455, 10.1042/bj3460455

Denizot F., 1986, J. Immunol. Methods, 89, 271, 10.1016/0022-1759(86)90368-6

Fujita H., 1991, J. Biol. Chem., 266, 17494, 10.1016/S0021-9258(19)47399-7

Goodfellow B.J., 2001, FEBS Lett., 503, 325, 10.1016/S0014-5793(01)02818-6

Hofer T., 2003, Blood, 101, 348, 10.1182/blood-2002-03-0773

Hunter G.A., 1995, Anal. Biochem., 226, 221, 10.1006/abio.1995.1217

Ivan M., 2001, Science (Wash. D.C.), 292, 464, 10.1126/science.1059817

Iwai K., 1999, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 96, 12436, 10.1073/pnas.96.22.12436

Jaakkola P., 2001, Science (Wash. D.C.), 292, 468, 10.1126/science.1059796

Kageyama Y., 2004, FASEB J., 18, 1028, 10.1096/fj.03-1233fje

Kawasaki N., 1996, Arch. Biochem. Biophys., 328, 289, 10.1006/abbi.1996.0175

Kawasaki N., 1998, J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl., 705, 193, 10.1016/S0378-4347(97)00511-2

Kramer M.F., 2000, Gene, 247, 153, 10.1016/S0378-1119(00)00103-7

Kuznetsova A.V., 2003, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 100, 2706, 10.1073/pnas.0436037100

Lathrop J.T., 1993, Science (Wash. D.C.), 259, 522, 10.1126/science.8424176

Lee D.H., 1998, Trends Cell Biol., 8, 397, 10.1016/S0962-8924(98)01346-4

Lisztwan J., 1999, Genes Dev., 13, 1822, 10.1101/gad.13.14.1822

Masson N., 2003, J. Cell Sci., 116, 3041, 10.1242/jcs.00655

Masson N., 2001, EMBO J., 20, 5197, 10.1093/emboj/20.18.5197

Maxwell P.H., 2004, Cell Cycle, 3, 156, 10.4161/cc.3.2.616

Maxwell P.H., 1999, Nature (London), 399, 271, 10.1038/20459

Metzen E., 2004, Biol. Chem., 385, 223, 10.1515/BC.2004.016

Mosmann T., 1983, J. Immunol. Methods, 65, 55, 10.1016/0022-1759(83)90303-4

Sadlon T.J., 1999, Int. J. Biochem. Cell Biol., 31, 1153, 10.1016/S1357-2725(99)00073-4

Safran M., 2003, J. Clin. Investig., 111, 779, 10.1172/JCI200318181

Semenza G., 2002, Biochem. Pharmacol., 64, 993, 10.1016/S0006-2952(02)01168-1

Surinya K.H., 1997, J. Biol. Chem., 272, 26585, 10.1074/jbc.272.42.26585

Wenger R.H., 2002, FASEB J., 16, 1151, 10.1096/fj.01-0944rev

Yu F., 2001, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 98, 9630, 10.1073/pnas.181341498

Zoller H., 2002, Br. J. Haematol., 118, 619, 10.1046/j.1365-2141.2002.03626.x

Thông tin
Thông tin xuất bản

Biochemistry and Cell Biology

Tập 83 Số 5

620-630

Thông tin tác giả