Низкомолекулярные БТШ системы убиквитина
Убиквитин - это небольшой белок (76 аминокислотных остатков), высококонсервативный у всех эукариот. Его связывание с белками, осуществляемое специфическими ферментами, служит сигналом для атаки протеаз , при этом необходим также активирующий белок и некоторые другие вспомогательные белки. Эта ферментативная система осуществляет протеолиз аберрантных белков, накапливающихся при стрессе . Ряд фактов свидетельствует о ее важной роли в регуляции стрессовой реакции .
Гены UBI1 , UBI2 , UBI3 дрожжей кодируют по одному повтору убикватина, связанному неродственными белками. В гене UBI4 - пять повторов и нет никаких дополнительных последовательностей ( Finley et al., 1987 ; Ozkaynak et al., 1987 ; Ozkaynak et al., 1984 ). Только ген UBI4 индуцируется в ответ на термошок , в стационарной фазе ( Finley et al., 1987 ) и в ответ на УФ-облучение ( Treger et al., 1988 ). Дизрупция гена UBI4 не влияет на жизнеспособность (как и следовало ожидать при наличии нескольких генов.
Мутация ubi4 изменяет реакцию клетки на стресс: вызывает сверхчувствительность к длительному термошоку и голоданию по азоту и углероду. Вместе с тем, устойчивость к кратковременному жесткому термошоку, накопление углеводов и возникновение термотолерантности в стационарной фазе не нарушены ( Finley et al., 1987 ). Авторы предполагают, что чувствительность к длительному шоку и голоданию связана с медленным истощением убиквитина. У мутантов ubi4 нарушена споруляция .
Клонированы семь генов UBC, кодирующих убиквитинсвязывающие ферменты ( Goebl et al., 1988 ; Herruer et al., 1988 ). Изучена структура белков UBCp и последствия дизрупции генов UBC .
Гены UBC4 , UBC5 и UBC7 кодируют белки 16 кД с высококонсервативным N-концевым доменом, а гены UBC1 , UBC2 , UBC3 , UBC6 - белки 24 кД с дополнительными С-концевыми последовательностями, присоединенными к консервативному N-домену. Предположительно, это вспомогательные белки: их С-концевые домены, вероятно, служат для распознавания субстрата. Из этих генов только UBC4 и UBC5 индуцируются при термошоке, и их одновременная дизрупция приводит к гибели при стрессе (39 град.С, действие аминокислотных аналогов). Вместе с тем, у двойных мутантов ubc4ubc5 наблюдается конститутивная экспрессия гена HSP70 , убиквитина и термотолерантность к жесткому термошоку.
К летальности приводит одновременная дизрупция генов UBC1, UBC4 и UBC5. Ген UBC1 экспрессируется в стационарной фазе и необходим для подрастания аскопор ( Seufert, Jentsh, 1990 ) . Сверхэкспрессия этого гена компенсирует нарушения у двойных мутантов ubc4ubc5, что свидетельствует о потенциальной взаимозаменяемости этих белков.
Гены UBC2 и UBC3 не активируются термошоком. В то же время, ген UBC2 оказался аллелен гену RAD6 , а ген UBC3 - аллелен гену CDC34 ( Goebl et al., 1988 ; Jentsh et al., 1987 ). Таким образом, ген UBC2 принимает участие в регуляции УФ-стресса, а ген UBC3 - клеточного цикла .
