Die Chemie und Biologie des Ubiquitin‐Signals

Abstract

Die Ubiquitinierung ist eine der häufigsten posttranslationalen Modifikationen in Eukaryoten und spielt bei einer Vielzahl zellulärer Prozesse eine Rolle, die zumeist als Signal für den proteasomalen Abbau bekannt sind. Vor kurzem stellte sich heraus, dass das Ubiquitin‐Signal wesentlich komplexer ist und durch die Ubiquitin‐Komponente und das Substrat bestimmt wird. Die bemerkenswerte Mannigfaltigkeit des Ubiquitin‐Signalprozesses hat enorme Bemühungen zur Erforschung der Rolle der Ubiqitinierung in biologischen Prozessen ausgelöst. Trotz der seit mehr als drei Jahrzehnten andauernden Untersuchungen sind aber noch mehrere wichtige Fragestellungen offen. Eine große Hürde ist das Unvermögen, homogene Ubiquitin‐Biokonjugate durch Isolierung aus Zellen oder durch enzymatische Mechanismen zugänglich zu machen. Jüngste Erfolge bei chemischen und semisynthetischen Strategien bieten zunehmend Lösungen für diese Herausforderungen, indem sie die Produktion großer Mengen homogener Ubiquitinkonjugate ermöglichen. In diesem Aufsatz diskutierten wir die fundamentalen biologischen Aspekte des Ubiquitin‐Signals und stellen neuartige nichtenzymatische Ansätze vor, die diese Hindernisse umgehen.

Cysteine Promoted C‐Terminal Hydrazinolysis of Native Peptides and Proteins

“…Next, human ubiquitin (G76 C) was overexpressed and purified from E. coli . Ubiquitin is particularly suitable for model studies, because it contains no native cysteine residues 10. The expressed protein was adorned with a TEV‐protease‐cleavable N‐terminal affinity purification tag that was retained throughout the experiments (Figure 3 a).…”

Royal Society Research Professorship: M. J. Rosseinsky / Raymond and Beverly Sackler International Prize: J. Q. Yu and M. S. Sanford / Tetrahedron Young Investigator Award: A. Brik and M. S. Sanford

“…Brik’s career and other achievements were highlighted here when he won the Excellent Young Scientist Prize of the Israel Chemical Society 4a. He has reported in Angewandte Chemie on the N‐methylation of isopeptide bonds4b and has published a Review on the chemistry and biology of the ubiquitin signal 4c. Brik is on the International Advisory Board of the Asian Journal of Organic Chemistry .…”

Nonenzymatic Rubylation and Ubiquitination of Proteins for Structural and Functional Studies

“…Toward this goal, we and others have recently developed various chemical methods for making Ub-Ub conjugates [10][11][12][13][14] (reviewed in Ref. [15]). Some of the methods use total chemical synthesis combined with native/isopeptide chemical ligation to generate dimers [10] and longer chains of Ub.…”