USP30

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Proteïna.png
Ubiquitina carboxil-terminal hidrolasa 30
USP30
Identificadors
Símbol USP30
HUGO 20065
UniProt Q70CQ3
Altres dades
Nombre EC 3.4.19.12
Locus Cr. 12q24.11 [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/getmap.cgi?chromosome=12q24.11 109460893- 109525831

109490374- 109525831]

L’ubiquitina carboxil-terminal hidrolasa 30 (USP30[1]), també coneguda com ubiquitina tioesterasa, és un enzim desubiquitinitzant. És la responsable de la catalització de la hidròlisi de l’enllaç peptídic entre ubiquitina i proteïna. La USP30 és un enzim del grup de les hidrolases i forma part de la família proteica ubiquitina especifica peptidasa (USP).

La USP30 es localitza a la membrana externa del mitocondris i actua com a inhibidora de la mitofàgia, revertint l’acció del parkin (PRKN).[2]

Gen[modifica | modifica el codi]

L'ubiquitina carboxil-terminal hidrolasa 30 és un gen de codificació proteica localizat en el cromosoma 12, més específicament a la regió 12q24.11.[3][4]

Gen USP30: localització citogenètica 12q14.11.

Estructura[modifica | modifica el codi]

L'enzim USP30 està format per 517 aminoàcids. Al igual que tots els enzims de la mateixa familia, conté el domini USP. Està inclòs dins de la familia de peptidases C19. El seu centre actiu està format per una histidina a la posició 286 i una cisteïna a la posició 16. El seu pes molecular és de 5850 Da.

Centre actiu de l'enzim USP30
Centre actiu de l'enzim USP30

Localització cel·lular i subcel·lular[modifica | modifica el codi]

Local·lització cel·lular de la proteïna USP30.

La USP30 és un enzim que es troba exclusivament en cèl·lules eucariotes, ja que la proteïna es troba als mitocondris, compartiments cel·lulars exclusius de cèl·lules eucariotes.

A més, s'ha descobert la USP30 actúa només en la mitofagia animal. Per tant, aquesta proteïna es troba només en cèl·lules eucariotes animals, encara que no totes les espècies animals la presenten. Fins i tot, hi ha mamífers que no la presenten, encara que gairebé totes les espècies d'aquesta classe taxonòmica ho fan. En especial, totes les espècies que pertanyen a l'ordre dels primats, inclosa l'espècie humana, la presenten.

La USP30 és una proteïna integral que es localitza a la membrana externa dels mitocondris de cèl·lules eucariotes. La proteïna travessa un sol cop la bicapa lipídica, però la major part d’aquesta es troba al citosol. El 6,8% de la proteïna es troba a l’espai intermembrana del mitocondri; el 4,1% correspon a la regió  transmebrana; i el 89,1% es troba al citosol, degut a que la USP30 intervé en processos citosòlics, com la mitofàgia i la fusió de mitocondris.

Regió cel·lular on es troben Posició dels aminoàcids Longitud Pes molecular (kDa)
Espai intermembrana 1 - 35 35 3,85
Membrana externa mitocondrial 36 - 56 21 2,31
Citosol 57 - 517 461 50,71

En la regió transmembrana la USP30 presenta 21 aminoàcids hidrofòbics que conformen diverses hèlixs alfa. Aquestes hèlixs alfa li donen estabilitat al segment hidrofòbic de la cadena polipeptídica.

Funció[modifica | modifica el codi]

La USP30 és un enzim que desfà l’enllaç de la ubiquitina amb una altra proteïna, mitjançant la hidròlisi d’aquesta unió. Cal remarcar que desenllaça unions ubiquitina-proteïna prèviament catalitzades per la proteïna Parkin, un component del complex E2 ubiquitina ligasa.[5][6] Principalment, la USP30 s'oposa a la ubiquitilació de la proteïna TOM20 mediada per Parkin. Per tant, la USP30 té un paper antagònic a Parkin, per tal de regular la mitofàgia. Una evidència d’això és que la depleció de la USP30 indueix la mort cel·lular induïda per la despolarització en cèl·lules que sobreexpressen Parkin.[7]

Esquema de la funció de la USP30

En models de ratolí també s’ha demostrat que la USP30 actua com un negative regulator de MFN1 i MFN2, dues proteïnes imprescindibles per a la fusió mitocondrial.[8] La USP30 sol hidrolitzar cadenes poliubiquinades enllaçades a la ‘Lys-6’ i a la ‘Lys-11’, dos tipus d’unions que participen en la senyalització de la mitofàgia.[9]No obstant, USP30 no és capaç d’hidrolitzar cadenes de ubiquitina fosforilada en la ‘Ser 65’.[10] El mecanisme catalític de la USP30 consisteix en una hidròlisi d’enllaços éster, tioèster, amida, peptídic i isopeptídic formats per la Gly del terminal C de la ubiqüitina. Aquesta hidròlisi està mediada per grups tiol.[11]

La USP30 és l'única deubiquitilasa del mitocondri.[12]

La USP30 també regula l’apoptosi depenent de BAX/BAK, i la seva depleció sensibilitza a la mimètica de la BH3. Les proteïnes de la família BCL-2 amb el domini BH3 indueixen l’apoptosi. El concepte de “mimètica BH3” fa referència a la capacitat de petites molècules a induir la mort cel·lular com ho fan les proteïnes amb el domini BH3. La depleció de la USP30 sensibilitza les cèl·lules a la mimètica BH3. Per tant, la depleció de la USP30 promou l’apoptosi depenent de BAX/BAK.[13]

Malalties associades[modifica | modifica el codi]

Es tracta d'una proteïna associada a la malaltia del Parkinson; un procés defectuós de la mitofàgia està relacionat a aquesta malaltia.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 30» (en anglès). UniProt. [Consulta: 12 octubre 2017].
  2. «Q70CQ3 (UBP30_HUMAN)» (en anglés). Uniprot. [Consulta: 15 octubre 2017].
  3. «USP30 Gene» (en anglès). Gene Cards. [Consulta: 22 octubre 2017].
  4. «USP30 ubiquitin specific peptidase 30 [ Homo sapiens (human) ]» (en anglès). NCBI. [Consulta: 20 octubre 2017].
  5. Nakamura, Nobuhiro; Hirose, Shigehisa «Regulation of Mitochondrial Morphology by USP30, a Deubiquitinating Enzyme Present in the Mitochondrial Outer Membrane» (en en). Molecular Biology of the Cell, 19, 5, 01-05-2008, pàg. 1903–1911. DOI: 10.1091/mbc.E07-11-1103. ISSN: 1059-1524. PMID: 18287522.
  6. Bingol, Baris; Tea, Joy S.; Phu, Lilian; Reichelt, Mike; Bakalarski, Corey E. «The mitochondrial deubiquitinase USP30 opposes parkin-mediated mitophagy» (en en). Nature, 510, 7505, 19-06-2014, pàg. 370–375. DOI: 10.1038/nature13418. ISSN: 0028-0836.
  7. Liang, Jin-Rui; Martinez, Aitor; Lane, Jon D.; Mayor, Ugo; Clague, Michael J. «USP30 deubiquitylates mitochondrial Parkin substrates and restricts apoptotic cell death» (en en). EMBO reports, 16, 5, 01-05-2015, pàg. 618–627. DOI: 10.15252/embr.201439820. ISSN: 1469-221X. PMID: 25739811.
  8. Yue, Wen; Chen, Ziheng; Liu, Haiyang; Yan, Chen; Chen, Ming «A small natural molecule promotes mitochondrial fusion through inhibition of the deubiquitinase USP30» (en en). Cell Research, 24, 4, April 2014, pàg. 482–496. DOI: 10.1038/cr.2014.20. ISSN: 1001-0602.
  9. Cunningham, Christian N.; Baughman, Joshua M.; Phu, Lilian; Tea, Joy S.; Yu, Christine «USP30 and parkin homeostatically regulate atypical ubiquitin chains on mitochondria» (en en). Nature Cell Biology, 17, 2, February 2015, pàg. 160–169. DOI: 10.1038/ncb3097. ISSN: 1465-7392.
  10. Wauer, Tobias; Swatek, Kirby N.; Wagstaff, Jane L.; Gladkova, Christina; Pruneda, Jonathan N. «Ubiquitin Ser65 phosphorylation affects ubiquitin structure, chain assembly and hydrolysis» (en en). The EMBO Journal, 34, 3, 03-02-2015, pàg. 307–325. DOI: 10.15252/embj.201489847. ISSN: 0261-4189. PMID: 25527291.
  11. Quesada, Vı́ctor; Dı́az-Perales, Araceli; Gutiérrez-Fernández, Ana; Garabaya, Cecilia; Cal, Santiago «Cloning and enzymatic analysis of 22 novel human ubiquitin-specific proteases». Biochemical and Biophysical Research Communications, 314, 1, 30-01-2004, pàg. 54–62. DOI: 10.1016/j.bbrc.2003.12.050.
  12. Liang, Jin-Rui; Martinez, Aitor; Lane, Jon D.; Mayor, Ugo; Clague, Michael J. «USP30 deubiquitylates mitochondrial Parkin substrates and restricts apoptotic cell death» (en en). EMBO reports, 16, 5, 01-05-2015, pàg. 618–627. DOI: 10.15252/embr.201439820. ISSN: 1469-221X. PMID: 25739811.
  13. Martinou, Jean-Claude; Youle, Richard J. «Mitochondria in Apoptosis: Bcl-2 Family Members and Mitochondrial Dynamics» (en english). Developmental Cell, 21, 1, 19-07-2011, pàg. 92–101. DOI: 10.1016/j.devcel.2011.06.017. ISSN: 1534-5807. PMID: 21763611.

Veure també[modifica | modifica el codi]