La ligasa UFM1 E3 reconoce y libera los ribosomas 60S de las transloconas ER

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología celular
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Los ribosomas estancados en el retículo endoplasmático (ER) se modifican por la proteína UFM1 similar a la ubiquitina en la subunidad ribosómica 60S (RPL26).
• Este proceso, denominado UFMilación, está mediado por el complejo UFM1 ribosoma E3 ligasa (UREL), compuesto por UFL1, UFBP1 y CDK5RAP3.
• El mecanismo catalítico preciso de UREL y los resultados funcionales de la UFMilación siguen siendo en gran medida indeterminados.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la base estructural de la especificidad del sustrato de UREL.
• Comprender las consecuencias funcionales de la UFMilación en el reciclaje de ribosomas y la homeostasis de proteínas en el ER.
• Investigar el papel de la UFMilación en la disociación de los ribosomas del translocon SEC61.

Principales métodos:

• Se empleó cryo-microscopía electrónica (cryo-EM) para determinar las estructuras del complejo UREL unido a los ribosomas 60S.
• Se utilizaron ensayos bioquímicos para evaluar la necesidad de la UFMilación para liberar la SEC61 de las subunidades 60S.
• Se realizó un análisis de las características estructurales y de los estados funcionales de la UREL (módulos de escritura y lectura).

Principales resultados:

• Las estructuras cryo-EM revelan que UREL forma una abrazadera en forma de C alrededor de la subunidad 60S, obstruyendo los sitios de unión al tRNA y el túnel de salida del péptido.
• Un bucle UFL1 dentro de UREL remodela el centro de transferasa peptídica, lo que sugiere un papel en la liberación y el reciclaje de ribosomas.
• Los estudios funcionales demuestran que la UFMilación es esencial para disociar las subunidades 60S del translocon SEC61, evitando su acumulación en la membrana ER.

Conclusiones:

• La estructura parecida a una pinza de UREL y su interacción con el centro de transferasa peptídica son clave para su función en la liberación de ribosomas.
• La UFMilación es un paso crítico en la liberación de ribosomas estancados de la membrana ER, asegurando una homeostasis de proteínas eficiente.
• UREL funciona como un "escritor" y "lector" de la UFMilación, destacando un mecanismo de regulación único para el reciclaje de ribosomas.