生体の科学66巻5号

2015年10月発行

増大特集 細胞シグナル操作法 Ⅱ．機能からみたシグナル操作法 2．タンパク質の一生

SUMO化

著者： 魚住直毅¹ 斉藤寿仁²

所属機関： ¹熊本大学理学部理学科生物学コース ²熊本大学大学院自然科学研究科複合新領域科学

ページ範囲：P.498 - P.499

　SUMO（small ubiquitin-related（like）modifier）は酵母からヒトに至る真核生物種の間で高度に保存されている約100アミノ酸残基のタンパク質である。SUMOは細胞内でプロセッシングを受けることでC末端にグリシン（G）残基を突出させ，この末端のG残基がATPとSUMO-E1，-E2酵素により活性化されて，別のタンパク質のリジン（K）残基側鎖のεアミノ基にイソペプチド結合する。SUMO化と呼ばれるこの反応により，SUMOと別のタンパク質が架橋した融合タンパク質が生成される（図A）。基質特異性と反応効率の制御にSUMO-E3因子が関与する場合もあるが，E3を必要としない場合もある。状況によっては基質タンパク質がポリSUMO化されることもある。哺乳類の培養細胞を用いたプロテオミクス解析からは，約1,500種のタンパク質がSUMO化基質として同定されている。SUMO化基質には，核やクロマチンを構成するタンパク質が多い。
　SUMO化やポリSUMO化されたタンパク質の解析から，（V／I／L）KxEのアミノ酸配列中のK残基がSUMO化されやすいことがわかっている。また，SUMOと相互作用するタンパク質のアミノ酸配列の比較から，SUMOと親和性の高いSIM（SUMO-interacting motif）配列の存在が推定されている。SIM配列にはバリエーションがあるものの，タンパク質のβ構造中に（V／I／L／F／Y）（V／I）DLTといった配列があるとSIMとして機能する可能性が高いとされている。SUMO化されたタンパク質とSIM配列を有するタンパク質の間では，SUMO-SIM相互作用によりタンパク質相互作用ネットワークが形成される。また，SUMO化やポリSUMO化がタンパク質複合体を分散させたり，タンパク質とDNAの相互作用を変化させたり，他の翻訳後修飾（リン酸化やユビキチン化）との連携や協調関係に影響を及ぼすことも報告されている（図B）。
　一方，SUMO化やポリSUMO化されたタンパク質は，脱SUMO化酵素SENP（SUMO-specific protease）などにより，未修飾状態に変換される。SUMO化は細胞内で動的に制御される翻訳後修飾である。

参考文献

. 77：1788-1791, 2013

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