Domain analysis reveals that a deubiquitinating enzyme USP13 performs non-activating catalysis for Lys63-linked polyubiquitin.
Domain analysis reveals that a deubiquitinating enzyme USP13 performs non-activating catalysis for Lys63-linked polyubiquitin.
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结构域分析表明，去泛素化酶 USP13 对 Lys63 连接的多聚泛素执行非激活催化作用。
DOI：
10.1371/journal.pone.0029362
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Hu HY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang YH;Zhou CJ;Zhou ZR;Song AX;Hu HY
去泛素化是细胞泛素化的逆过程，对许多生物事件很重要。泛素 (Ub) 特异性蛋白酶 13 (USP13) 是 USP5 的直系同源物，参与催化各种 Ub 链的水解，但其酶特性和催化调节仍有待探索。在这里，我们报告了通过生化和 NMR 结构方法研究 USP13 的 Ub 结合域在调控催化中的作用。我们的数据表明，与 USP5 不同，USP13 以非激活方式表现出较弱的去泛素化活性，优于 Lys63 连接的多聚泛素 (K63-polyUb)。 USP13的锌指(ZnF)结构域与USP5具有相似的折叠，但它不能与Ub结合，因此USP13失去了被游离Ub激活的能力。 USP5 的 ZnF 结构域取代赋予 USP13 催化活化的特性。 USP13 的串联 Ub 相关 (UBA) 结构域可以与不同类型的 diUb 结合，但优先与 K63 连接的，这为优先于 K63-polyUb 的弱活性提供了可能的解释。 USP13 还可以调节细胞中 CD3δ 的蛋白水平，这可能取决于其弱的去泛素化活性和 UBA 结构域的 Ub 结合特性。因此，USP13 对 K63-polyUb 链的非活化催化作用意味着它在细胞去泛素化过程中的功能可能与 USP5 不同。
Deubiquitination is a reverse process of cellular ubiquitination important for many biological events. Ubiquitin (Ub)-specific protease 13 (USP13) is an ortholog of USP5 implicated in catalyzing hydrolysis of various Ub chains, but its enzymatic properties and catalytic regulation remain to be explored. Here we report studies of the roles of the Ub-binding domains of USP13 in regulatory catalysis by biochemical and NMR structural approaches. Our data demonstrate that USP13, distinct from USP5, exhibits a weak deubiquitinating activity preferring to Lys63-linked polyubiquitin (K63-polyUb) in a non-activation manner. The zinc finger (ZnF) domain of USP13 shares a similar fold with that of USP5, but it cannot bind with Ub, so that USP13 has lost its ability to be activated by free Ub. Substitution of the ZnF domain with that of USP5 confers USP13 the property of catalytic activation. The tandem Ub-associated (UBA) domains of USP13 can bind with different types of diUb but preferentially with K63-linked, providing a possible explanation for the weak activity preferring to K63-polyUb. USP13 can also regulate the protein level of CD3δ in cells, probably depending on its weak deubiquitinating activity and the Ub-binding properties of the UBA domains. Thus, the non-activating catalysis of USP13 for K63-polyUb chains implies that it may function differently from USP5 in cellular deubiquitination processes.
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