A mechanistic view of cullin neddylation: Allosteric conformational control of E3-ring ligases

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MELİS YILDIRIM

Danışman: TÜRKAN HALİLOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Ubikuitin-proteazom sistemi tarafından gerçekleştirilen protein degradasyon işlemlerin yaklaşık %20'si E3-RING ligazlarının bir alt familyasına ait olan Cullin-RING E3 ligazları (CRL) aracılığıyla gerçekleşmektedir. Nedd8 proteinin Cullin proteinlerine bağlanması sonucu gerçekleşen Cullin nedilasyonu Cullin karboksi terminal bölgelerinde ve bu bölgeye bağlı E3-RING ligazların RING bölgelerinde önemli konformasyonel değişikliklere yol açar ve böylece CRL proteinlerini etkinleştirir; hücreyi daha hızlı ve verimli bir ubikuitinasyon sürecine sokar. Son yıllarda yapılan çalışmalar kanserli hücrelerin bir çoğunda CRL proteinlerinin Cullin nedilasyonu sonucu beklenilenin üzerinde etkinleştirildiği görülmüştür. Dolayısıyla son yıllarda yürütülen anti-kanser tedavi araştırmaları Cullin nedilasyonunun imha edilmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Nedd8 proteininin E3-RING ligazlarının konformasyonlarını nasıl kontrol ettiğini araştırmak amacıyla Culin5-Rbx1 E3 ligazlarının nedilasyondan önceki ve sonraki yapıları Moleküler Dinamik (MD) simulasyonları ve Gaussian Ağyapı Model analizleri ile incelenmiştir. Sonuçlar Cullin nedilasyonu ile birlikte CRLlerdeki sabit yapı dinamiğinin terkedildiğini ve E3-RING ligazı olan Rbx1'ın birden fazla sayıda konformasyona büründüğünü ortaya koymuştur. Elde edilen Rbx1 konformasyonlarının önceki çalışmalarda öne sürülen RING konformasyonlarıyla uyum içinde olduğu görülmüş ve bu konformasyonların Nedd8 ile Rbx1 arasındaki anlaşmalı dinamiği sonucu ortaya çıktığı bulunmuştur. Eklem özelliği gösteren Cullin5 R495-M496, N704-E705 ve Rbx1 D51-L52, T69-V70 amino asitlerinin oluşturduğu bir dinamik bir düzlem ile birlikte Cullin5 R538, R569 ve Rbx1 E67 amino asitleri arasındaki hidrojen bağı aracılığıyla Rbx1 konformasyonel alanının kısıtlandığı ve böylece Nedd8-Rbx1 arasındaki alosterik etkileşimin koordine edildiği görülmüştür. Nedd8, Cullin5 proteini yardımıyla Rbx1 konformasyonunu verimli bir ubikuitinasyon işlemi için yatkın hale getirmektedir. CRLlerde önerilen dinamik düzlem koordinasyonuna engel olacak şekilde Cullin nedilasyon metabolik yolunda müdahalelerde bulunulması Cullin nedilasyonunu inhibe edecek alosterik ilaç tasarımı çalışmalarına yardımcı olabilir.