Ubiquitin (Ub) is a versatile signaling molecule that plays important roles in a variety of cellular processes. Cellular Ub pools, which are composed of free Ub and Ub conjugates, are in dynamic equilibrium inside cells. In particular, increasing evidence suggests that Ub homeostasis, or the maintenance of free Ub above certain threshold levels, is important for cellular function and survival under normal or stress conditions. Accurate determination of various Ub species, including levels of free Ub and specific Ub chain linkages, have become possible in biological specimens as a result of the introduction of the proteomic approach using mass spectrometry. This technology has facilitated research on dynamic properties of cellular Ub pools and has provided tools for in-depth investigation of Ub homeostasis. In this review, we have also discussed the consequences of the disruption of Ub pool dynamics and homeostasis via deletion of polyubiquitin genes or mutations of deubiquitinating enzymes. The common consequence was a reduced availability of free Ub and a significant impact on the function and viability of cells. These observations further indicate that the levels of free Ub are important determinants for cellular protection.
Thermodynamic properties of ubiquitin transient folding intermediate were studied by measuring folding kinetics in varying temperatures and denaturant concentrations. Through quantitative kinetic modeling, the equilibrium constant, hence folding free energy, between unfolded state and intermediate state in several different temperatures were calculated. Using these values, the thermodynamic parameters were estimated. The heat capacity change $({\Delta}C_p)$ upon formation of folding intermediate from unfolded state were estimated to be around 80% of the overall folding reaction, indicating that ubiquitin folding intermediate is highly compact. At room temperature, the changes of enthalpy and entropy upon formation of the intermediate state were observed to be positive. The positive enthalpy change suggests that the breaking up of the highly ordered solvent structure surrounding hydrophobic side-chain upon formation of intermediate state. This positive enthalpy was compensated for by the positive entropy change of whole system so that formation of transient intermediate has negative free energy.
We calculate the free energy surfaces for two small proteins and a protein-RNA complex system by using a lattice model approach. In particular, we employ the Munoz-Eaton model, which is a native-structure based statistical mechanical model for studying protein folding problem. The model can provide very useful insights into the folding mechanisms by allowing one to calculate the free energy surfaces efficiently. We first calculate the free energy surfaces of ubiquitin and BBL, using both approximate and recently developed exact solutions of the model. Ubiquitin exhibits a typical two-state folding behavior, while BBL downhill folding in our study. We then extend the method to study of a protein-RNA complex. In particular, we focus on PAZ-siRNA complex. In order to elucidate the interplay between folding and binding kinetics for this system we perform comparative studies of PAZ only, PAZ-siRNA complex and two mutated complexes. We find that folding and binding are strongly coupled with each other and the bound PAZ is more stable than the unbound PAZ. Our results also suggest that the binding sites of the siRNA may serve act as a nucleus in the folding process.
Error-free replication and repair of DNA are pivotal to organisms for faithful transmission of their genetic information. Cells orchestrate complex signaling networks that sense and resolve DNA damage. Post-translational protein modifications by ubiquitin and ubiquitin-like proteins, including SUMO and NEDD8, are critically involved in DNA damage response (DDR) and DNA damage tolerance (DDT). The expression of interferon-stimulated gene 15 (ISG15), the first identified ubiquitin-like protein, has recently been shown to be induced under various DNA damage conditions, such as exposure to UV, camptothecin, and doxorubicin. Here we overview the recent findings on the role of ISG15 and its conjugation to target proteins (e.g., p53,$ {\Delta}Np63{\alpha}$, and PCNA) in the control of cellular responses to genotoxic stress, such as the inhibition of cell growth and tumorigenesis.
Imbalance of protein homeostasis (proteostasis) is known to cause cellular malfunction, cell death, and diseases. Elaborate regulation of protein synthesis and degradation is one of the important processes in maintaining normal cellular functions. Protein degradation pathways in eukaryotes are largely divided into proteasome-mediated degradation and lysosome-mediated degradation. Proteasome is a multisubunit complex that selectively degrades 80% to 90% of cellular proteins. Proteasome-mediated degradation can be divided into 26S proteasome (20S proteasome + 19S regulatory particle) and free 20S proteasome degradation. In 1980, it was discovered that during ubiquitination process, wherein ubiquitin binds to a substrate protein in an ATP-dependent manner, ubiquitin acts as a degrading signal to degrade the substrate protein via proteasome. Conversely, 20S proteasome degrades the substrate protein without using ATP or ubiquitin because it recognizes the oxidized and structurally modified hydrophobic patch of the substrate protein. To date, most studies have focused on protein degradation via 26S proteasome. This review describes the 26S/20S proteasomal pathway of protein degradation and discusses the potential of proteasome as therapeutic targets for cancer treatment as well as against diseases caused by abnormalities in the proteolytic system.
Background: DNA damage-inducible 1 (Ddi1), one of the ubiquitin-like and ubiquitin-associated family of proteins, may function in the regulation of the ubiquitin-proteasome pathway, which has been validated as a target for antineoplastic therapy. We investigated Ddi1 expression in human lung cancer tissues and evaluated the relationship of this expression pattern with clinicopathological factors in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC). Methods: Ddi1 expression was examined by immunohistochemistry in tumor tissues from 97 patients with stage I NSCLC, who had undergone curative surgical resection at two tertiary referral hospitals from 1993~2004. None of the patients received preoperative chemotherapy and/or radiation therapy. Results: Thirty-nine (40.2%) of the 97 cases were positive for Ddi1. Ddi1 expression was dominantly seen in cytoplasm rather than in the nuclei of cancer cells in all histological types, whereas adjacent nontumoral lung tissue showed negative Ddi1 staining in most cases. Ddi1 expression tended to increase in well-differentiated tumors but without statistical significance. Positive Ddi1 expression was associated with a tendency for better disease-free survival and disease-specific survival, although the difference was not significant. Conclusion: Ddi1 expression is a property of NSCLC. Because Ddi1 could be a potential target for cancer therapy, more research is needed to evaluate its role in NSCLC.
U, Seong-Gyun;Baek, Seong-Hui;Sin, Dong-Hun;Kim, Hye-Seon;Yu, Yeong-Jun;Jo, Jung-Myeong;Gang, Man-Sik;Jeong, Jin-Ha
Animal cells and systems
/
v.1
no.2
/
pp.323-328
/
1997
We have previously shown that chick muscle extracts contained at least 10 different ubiquitin C-terminal hydrolases (UCHs). In the present studies, one of the enzymes, called UCH-9, was purified by conventional chromatographic procedures using $^{125}l$-labeled ubiquitin-${\alpha}$NH-MHISPPEPESEEEEE HYC (Ub-PESTc) as a substrate. The purified enzyme behaved as a 27-kDa protein under both denaturing and nondenaturing conditions, suggesting that it consists of a single polypeptide chain. It was maximally active at pHs between 7 and 8.5, but showed little or no activity at pH below 6 and above 10. Lice other UCHs, its activity was strongly inhibited by sulfhydryl blocking reagents, such as iodoacetamide, and by Ub-aldehyde. In addition to Ub-PESTc, UCH-9 hydrolyzed Ub-aNH-protein extensions, including Ub-${\alpha}NH$-carboxyl extension protein of 80 amino acids and Ubo-${\alpha}NH$-dihydrofolate reductase. However, this enzyme was not capable of generating free Ub from mono-Ub-${\varepsilon}NH$-protein conjugates and from branched poly-Ub chains that are ligated to proteins through ${\varepsilon}NH$-isopeptide bonds. This enzyme neither could hydrolyze poly-His-tagged di-Ub. These results suggest that UCH-9 may play an important role in production of free Ub and ribosomal proteins from their conjugates.
Stalled DNA replication forks activate specific DNA repair mechanism called post-replication repair (PRR) pathways that simply bypass DNA damage. The bypassing of DNA damage by PRR prevents prolonged stalling of DNA replication that could result in double strand breaks (DSBs). Proliferating cell nuclear antigen (PCNA) functions to initiate and choose different bypassing pathways of PRR. In yeast, DNA replication forks stalled by DNA damage induces monoubiquitination of PCNA at K164, which is catalyzed by Rad6/Rad18 complex. PCNA monoubiquitination triggers the replacement of replicative polymerase with special translesion synthesis (TLS) polymerases that are able to replicate past DNA lesions. The PCNA interaction motif and/or the ubiquitin binding motif in most TLS polymerases seem to be important for the regulation of TLS. The TLS pathway is usually error-prone because TLS polymerases have low fidelity and no proofreading activity. PCNA can also be further polyubiquitinated by Ubc13/ Mms2/Rad5 complex, which adds an ubiquitin chain onto monoubiquitinated K164 of PCNA. PCNA polyubiquitination directs a different PRR pathway known as error-free damage avoidance, which uses the newly synthesized sister chromatid as a template to bypass DNA damage presumably through template switching mechanism. Mammalian homologues of all of the yeast PRR proteins have been identified, thus PRR is well conserved throughout evolution. Mutations of some PRR genes are associated with a higher risk for cancers in mice and human patients, strongly supporting the importance of PRR as a tumor suppressor pathway.
Park, Soon-Jung;Jeon, Young-Joo;Kim, Ju-Mi;Shin, Jeong-Min;Chae, Jung-Il;Chung, Hyung-Min
Reproductive and Developmental Biology
/
v.34
no.3
/
pp.143-151
/
2010
Pluripotency of human embryonic stem cell (hESC) is one of the most valuable ability of hESCs for applying cell therapy field, but also showing side effect, for example teratoma formation. When transplant multipotent stem cell, such as mesnchymal stem cell (MSC) which retains similar differentiation ability, they do not form teratoma in vivo, but there exist limitation of cellular source supply. Accordingly, differentiation of hESC into MSC will be promising cellular source with strong points of both hESC and MSC line. In this study, we described the derivation of MSC like cell population from feeder free cultured hESC (hESC-MSC) using direct differentiation system. Cells population, hESC-MSC and bone marrow derived MSC (BM-MSC) retained similar characteristics in vitro, such as morphology, MSC specific marker expression and differentiation capacity. At the point of differentiation of both cell populations, differentiation rate was slower in hESC-MSC than BM-MSC. As these reason, to verify differentially expressed molecular condition of both cell population which bring out different differentiation rate, we compare the molecular condition of hESC-MSC and BM-MSC using 2-D proteomic analysis tool. In the proteomic analysis, we identified 49 differentially expressed proteins in hESC-MSC and BM-MSC, and they involved in different biological process such as positive regulation of molecular function, biological process, cellular metabolic process, nitrogen compound metabolic process, macromolecule metabolic process, metabolic process, molecular function, and positive regulation of molecular function and regulation of ubiquitin protein ligase activity during mitotic cell cycle, cellular response to stress, and RNA localization. As the related function of differentially expressed proteins, we sought to these proteins were key regulators which contribute to their differentiation rate, developmental process and cell proliferation. Our results suggest that the expressions of these proteins between the hESC-MSC and BM-MSC, could give to us further evidence for hESC differentiation into the mesenchymal stem cell is associated with a differentiation factor. As the initial step to understand fundamental difference of hESC-MSC and BM-MSC, we sought to investigate different protein expression profile. And the grafting of hESC differentiation into MSC and their comparative proteomic analysis will be positively contribute to cell therapy without cellular source limitation, also with exact background of their molecular condition.
AMFR, autocrine motility factor receptor, also called gp78, is a cell surface cytokine receptor which has a dual role as an E3 ubiquitin ligase in endoplasmic reticulum-associated degradation. AMFR expression is associated with tumor malignancy. We here investigated the clinical significance of AMFR and its role in metastasis and prognosis in gastric cancer. Expression of AMFR, E-cadherin and N-cadherin in cancer tissues and matched adjacent normal tissues from 122 gastric cancer (GC) patients undergoing surgical resection was assessed by immunohistochemistry. Levels of these molecules in 17 cases selected randomly were also analysed by Western blotting. AMFR expression was significantly increased in gastric cancer tissues, and associated with invasion depth and lymph node metastasis. Kaplan-Meier analysis showed AMFR expression correlated with poor overall survival and an increased risk of recurrence in the GC cases. Cox regression analysis suggested AMFR to be an independent predictor for overall and recurrence-free survival. E-cadherin expression was decreased in gastric cancer tissues; conversely, N-cadherin was increased. Expression of AMFR negatively correlated with E-cadherin expression, whereas N-cadherin expression showed a significant positive correlation with AMFR expression. AMFR might be involved in the regulation of epithelial-mesenchymal transition, with aberrant expression correlating with a poor prognosis and promoting invasion and metastasis in GCs.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.