SUMO (англ. Small Ubiquitin-like Modifier) это аббревиатура названия для семейства малых (10–15 кДа) убиквитин-подобных белков-модификаторов, которые ковалентно присоединяются к остатку лизина на белках-мишенях посредством серии ферментативных реакций, что ведет к изменению функции этих белковCelen, A. B., & Sahin, U. (2020). Sumoylation on its 25th anniversary: mechanisms, pathology, and emerging concepts. The FEBS journal, 287(15), 3110-3140. Zhao, J. (2007). Sumoylation regulates diverse biological processes. Cellular and molecular life sciences, 64(23), 3017-3033. Yang, Y., He, Y., Wang, X., Liang, Z., He, G., Zhang, P., ... & Liang, S. (2017). Protein SUMOylation modification and its associations with disease. Open biology, 7(10), 170167. Yau, T. Y., Sander, W., Eidson, C., & Courey, A. J. (2021). SUMO Interacting Motifs: Structure and Function. Cells, 10(11), 2825. . Структурно белки SUMO напоминают убиквитин и обладают консервативной структурой, состоящей из пятицепочечного β-листа, который обертывается вокруг центральной α-спиралиCappadocia, L., & Lima, C. D. (2018). Ubiquitin-like protein conjugation: structures, chemistry, and mechanism. Chemical reviews, 118(3), 889-918.
Регуляция посредством присоединения SUMO (сумоиляция, сумоилирование) выполняет множество функций, таких как изменение стабильности белка, модулирование переноса белка, управление белок-белковыми взаимодействиями, регуляция активности белка, которые влияют на многочисленные аспекты клеточного роста, дифференцировки и реакции на стрессYau, T. Y., Molina, O., & Courey, A. J. (2020). SUMOylation in development and neurodegeneration. Development, 147(6), dev175703. Niskanen, E. A., Malinen, M., Sutinen, P., Toropainen, S., Paakinaho, V., Vihervaara, A., ... & Palvimo, J. J. (2015). Global SUMOylation on active chromatin is an acute heat stress response restricting transcription. Genome biology, 16(1), 1-19. . Так, например, сумоилирование гистонов наряду с другими их модификациями очевидно участвует в эпигенетических механизмах, регулирующих экспрессию генов, структуру хроматина и стабильность геномаRyu, H. Y., & Hochstrasser, M. (2021). Histone sumoylation and chromatin dynamics. Nucleic Acids Research, 49(11), 6043-6052. Boulanger, M., Chakraborty, M., Tempé, D., Piechaczyk, M., & Bossis, G. (2021). SUMO and transcriptional regulation: The lessons of large-scale proteomic, modifomic and genomic studies. Molecules, 26(4), 828.
В настоящее время известно, что в клетках млекопитающих присутствуют пять изоформ SUMO, названные SUMO1, 2, 3, 4 и 5 . Накопились данные указывающие на то, что сумоилирование имеет важное значение для клеточного старения. Так, например, сверхэкспрессия SUMO2/3 (но не SUMO1) приводит к повышению сумоилирования p53 и pRB, что приводит к преждевременной остановке роста фибробластов с признаками индуцированного онкогенами старенияLi, T., Santockyte, R., Shen, R. F., Tekle, E., Wang, G., Yang, D. C., & Chock, P. B. (2006). Expression of SUMO-2/3 induced senescence through p53-and pRB-mediated pathways. Journal of Biological Chemistry, 281(47), 36221-36227. , тогда как подавление гена SUMO2 защищало от деградации и подавляло старение клетокJin, L. Z., Lu, J. S., & Gao, J. W. (2018). Silencing SUMO2 promotes protection against degradation and apoptosis of nucleus pulposus cells through p53 signaling pathway in intervertebral disc degeneration. Bioscience reports, 38(3). BSR20171523 .
Найдена малая молекула N106, которая, являясь активатором фермента участвующего в процессе сумоилирования, предотвращала сердечную недостаточность,Kho, C., Lee, A., Jeong, D., Oh, J. G., Gorski, P. A., Fish, K., ... & Hajjar, R. J. (2015). Small-molecule activation of SERCA2a SUMOylation for the treatment of heart failure. Nature communications, 6(1), 1-11. поскольку в основе различных типов ССЗ, включая атеросклероз, ИБС, СН и кардиомиопатию нередко лежит дисбаланс сумоилирования белковDu, C., Chen, X., Su, Q., Lu, W., Wang, Q., Yuan, H., ... & Qi, Y. (2021). The Function of SUMOylation and Its Critical Roles in Cardiovascular Diseases and Potential Clinical Implications. International Journal of Molecular Sciences, 22(19), 10618. . Длительное использование этого лекарственного препарата однако не рекомендуется, т.к. может увеличить риск развития рака или нейродегенеративных заболеваний.
Разработаны также малые молекулы ML792 и TAK-981Lightcap, E. S., Yu, P., Grossman, S., Song, K., Khattar, M., Xega, K., ... & Huszar, D. (2021). A small-molecule SUMOylation inhibitor activates antitumor immune responses and potentiates immune therapies in preclinical models. Science Translational Medicine, 13(611), eaba7791. Kumar, S., Schoonderwoerd, M. J., Kroonen, J. S., de Graaf, I. J., Sluijter, M., Ruano, D., ... & Vertegaal, A. C. (2022). Targeting pancreatic cancer by TAK-981: a SUMOylation inhibitor that activates the immune system and blocks cancer cell cycle progression in a preclinical model. Gut. , которые ингибируя процесс сумоилирования могут быть полезными для лечения рака у людейKukkula, A., Ojala, V. K., Mendez, L. M., Sistonen, L., Elenius, K., & Sundvall, M. (2021). Therapeutic potential of targeting the SUMO pathway in cancer. Cancers, 13(17), 4402. Hua, D., & Wu, X. (2022). Small-molecule inhibitors targeting small ubiquitin-like modifier pathway for the treatment of cancers and other diseases. European Journal of Medicinal Chemistry, 233, 114227. .
Примечания
Категория:Посттрансляционная модификация Категория:Белки