Post-transcriptional Regulatory Functions of Mammalian Pumilio Proteins

doi:10.1016/j.tig.2018.09.006

审查

.2018年12月；34(12):972-990.

doi:10.1016/j.tig.2018.09.006。 Epub 2018年10月10日。

哺乳动物Pumilio蛋白质的转录后调控功能

亚伦·C·戈德斯特罗姆¹, Traci M Tanaka大厅², 凯瑟琳·麦肯尼^三

附属公司

¹美国明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏打大学生物化学、分子生物学和生物物理系。电子地址：agoldstr@umn.edu。
²表观遗传学和干细胞生物学实验室，美国北卡罗来纳州三角研究园国立卫生研究院国家环境健康科学研究所。
^三美国明尼苏达州明尼阿波利斯明尼苏打大学生物化学、分子生物学和生物物理系。

PMID： 30316580
PMCID公司： PMC6251728型
内政部： 2016年10月10日/j.tig.2018.09.006

审查

哺乳动物Pumilio蛋白质的转录后调控功能

亚伦·C·戈德斯特罗姆等。趋势Genet. 2018年12月.

.2018年12月；34(12):972-990.

doi:10.1016/j.tig.2018.09.006。 Epub 2018年10月10日。

作者

亚伦·C·戈德斯特罗姆¹, Traci M田中大厅², 凯瑟琳·麦肯尼^三

附属公司

¹美国明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏打大学生物化学、分子生物学和生物物理系。电子地址：agoldstr@umn.edu。
²表观遗传学和干细胞生物学实验室，美国北卡罗来纳州三角研究园国立卫生研究院国家环境健康科学研究所。
^三美国明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏达大学生物化学、分子生物学和生物物理学系。

PMID： 30316580
PMCID公司： PMC6251728型
内政部： 2016年10月10日/j.tig.2018.09.006

摘要

哺乳动物Pumilio蛋白PUM1和PUM2是序列特异性RNA-结合蛋白PUF家族的成员。在这篇综述中，我们探讨了它们的机制、调节网络、生物功能以及与疾病的相关性。Pumilio蛋白结合广泛的mRNA网络，通过抑制翻译和促进mRNA衰变抑制蛋白表达。相反，在某些情况下，它们可以激活蛋白质表达。Pumilio蛋白也调节非编码RNA。由DNA损伤（NORAD）激活的ncRNA反过来可以调节Pumilio的活性。遗传分析为Pumilio蛋白的功能提供了新的见解。它们对增长和发展至关重要。它们控制着不同的过程，包括干细胞的命运和神经功能，如行为和记忆的形成。新的发现表明，他们的功能障碍会导致神经退化、癫痫、运动障碍、智力残疾、不育和癌症。

PubMed免责声明

数字

图1。 — **图1.经典细胞质PUM和发散核仁PUM的特征。**
（A）人类PUM1和PUM2蛋白质的图表，显示氨基酸（aa）残基的长度、序列基序、二级结构、无序与有序区域（由JRONN计算）[119]以及疏水与亲水氨基酸含量（改编自蛋白质数据库： https://www.rcsb.org). Uniprot的翻译后修饰（PTM）包括甲基化、磷酸化和泛素化(https://www.uniprot.org)和磷灰石(https://www.phosphosite.org)显示在顶部。由单个字母指定的基序代表富含该氨基酸残基的低复杂性区域（a=富含丙氨酸，Q=富含谷氨酰胺，S=富含丝氨酸，G=富含甘氨酸）。还显示了每个Pum repeat（R1-R8）中的TRM。（B）创始成员示意图， *果蝇属* 图中所示为Pumilio，用于比较。（C）使用Clustal Omega[120]、Consurf服务器[121]和Emboss Plotcon生成的82种美洲狮蛋白直向同源物（包括昆虫、鱼类、爬行动物、鸟类、有袋动物、哺乳动物、灵长类动物和人类）的相对序列保守性与氨基酸残基位置的关系图(网址：http://www.bioinformatics.nl/cgi-bin/emboss/plotcon). 为便于参考，绘制了相对于定义的功能域的守恒曲线 *果蝇属* Pumilio包括三个抑制域（RD1-3）、Pumilio保守基序（PCMa和PCMb）和Pum-HD的Pum重复序列（R1-R8）。凹槽代表插入位置。峰高与序列恒等式守恒成正比。（D）发散Pumilio正交曲线PUM3和NOP9的图。基序包括预测核定位信号（NLS）和C末端类企鹅（CPL）基序（PFam PF08144）。

图2。 — **图2 PUM1和PUM2的结构和RNA识别。**
（A） PUM蛋白RNA-结合表面的高度保守性。人PUM1的晶体结构带状图*血红蛋白*NRE RNA根据使用Consurf服务器计算的氨基酸序列保守性程度着色[117]。最保守的位置是褐红色，最保守的是青色。PADDAS（R1139W和R1147W）和PRCA（T1035S）中突变的特定PUM1氨基酸残基由填空球体表示。（B） PUM1 RNA识别码。显示了Pum重复序列与U、A、G和C核苷酸的特定相互作用。（C）人PUM2复合物晶体结构的带状图*细胞外信号调节激酶2*前RNA。RNA结合螺旋为褐红色。PUM2绑定到*细胞外信号调节激酶2*PRE RNA使用替代的“碱基释放模式”，其中碱基A4和C5（绿色）直接堆叠，重复5（绿色）中的R888不堆叠在碱基A4和C5之间。

图3。 — **图3 PUM1/2阻遏机制模型。**
PUM蛋白结合PRE，通常位于靶mRNA的3′UTR。靶mRNA的抑制至少通过三种方式介导：（A）Pum的Pum-HD拮抗聚A结合蛋白（PABPC1）的翻译活性。（B） PUM通过招募CCR4-NOT二苯醚酶复合物（CNOT）促进翻译抑制和mRNA衰变。（C） PUM同源基因的N末端区域具有抑制作用，但其机制尚待确定。

图4。 — **图4.人的基因表达*PUM1系列*和*PUM2系列*53种组织类型的信使核糖核酸。**
数据来自GTEx联合体数据库。使用GTEx门户网站为指定组织生成小提琴图，显示每个PUM mRNAs表达值的中位数、四分位范围和密度（单位：百万单位逻辑转录物（TPM））(http://www.gtexport.org/)2018年9月5日，使用10294个样本的数据。

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[3] Gerstberger S等人（2014）《人类RNA结合蛋白普查》。《Nat Rev Genet》15（12），829–45。-项目管理咨询公司-公共医学

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[9] Lehmann R和Nusslein-Volhard C（1987）pumilio基因参与了果蝇腹部信号的传递。《自然》329167-170。

[10] Lehmann R和Nusslein-Volhard C（1987）pumilio基因参与了果蝇腹部信号的传递。《自然》329167-170。

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