泛素结合酶 E2 N；UBE2N

泛素结合酶 E2N
泛素结合酶 13，酿酒酵母，同源物；UBC13；UBCH13
BENDLESS，果蝇，同源物；UBCHBEN

HGNC 批准的基因符号：UBE2N

细胞遗传学定位：12q22 基因组坐标（GRCh38）：12:93,405,684-93,441,947（来自 NCBI）

▼ 说明

UBE2N 是一种 E2 泛素结合酶，可催化许多重要蛋白质的 lys63 连接的多聚泛素链。与UEV1A（UBE2V1；602995）和TRAF6（602355）参与NF-kappa-B（见164011）激活（Chen等人总结，2015）。

▼ 克隆与表达

Yamaguchi等人（1996）从表皮样癌KB cDNA文库中克隆了编码UBE2N（一种人泛素（191339）结合酶）的cDNA。UBE2N 基因（作者将其称为 UBCHBEN）编码一种由 152 个氨基酸组成的蛋白质，计算出的分子量为 17.1 kD。该氨基酸序列与果蝇“bendless”基因产物（泛素结合酶E2）具有80%的一致性。Northern 印迹分析在所有检查的组织中检测到主要的 1.4-kb 和次要的 2.4-kb 转录物，其中在心脏、骨骼肌和睾丸中表达最高。

▼ 测绘

Gross（2014）根据UBE2N序列（GenBank BC000396）与基因组序列（GRCh38）的比对，将UBE2N基因定位到染色体12q22。

▼ 基因功能

Yamaguchi等（1996）发现，UBE2N基因产物在大肠杆菌中表达时，表现出以泛素激活酶E1（314370）依赖性方式与泛素形成硫羟酸酯键的能力。他们得出的结论是，UBE2N 基因编码一种新型人类 E2，该 E2 可能参与肌肉和睾丸中的蛋白质降解。

Hofmann和Pickart（1999）在酵母中发现UBE2N（他们称之为UBC13）与泛素结合酶变体MMS2（UBE2V2；UBE2V2；603001）。ubc13酵母菌株对紫外线（UV）敏感，UBC13、MMS2和泛素基因的单、双和三突变体表现出相似的表型。这些发现支持了一个模型，其中 MMS2/UBC13 复合物组装新的多泛素链以在 DNA 修复中发出信号，并表明 UEV 蛋白可能会增加泛素缀合的多样性和选择性。

RAD6（179095）途径是真核细胞复制后DNA修复的核心。该途径的两个主要元件是泛素结合酶 RAD6 和 MMS2-UBC13 异二聚体，它们分别被环指蛋白 RAD18（605256）和 RAD5（608048）招募到染色质。Hoege et al.（2002）表明，UBC9（601661），一种小的泛素相关修饰剂（SUMO）结合酶，也与该途径和增殖细胞核抗原（PCNA；PCNA；PCNA）有关。176740）是一种参与DNA合成和修复的DNA聚合酶滑动夹，是一种底物。PCNA 通过 RAD6 和 RAD18 进行单泛素化，并通过 lys63 连接的多泛素化进行修饰，这还需要 MMS2、UBC13 和 RAD5，并通过 UBC9 与 SUMO 缀合。所有 3 个修饰都会影响 PCNA K164 的相同赖氨酸残基，表明它们标记 PCNA 的替代功能。Hoege等人（2002）证明，这些修饰对DNA损伤的抵抗力有不同的影响，损伤诱导的PCNA泛素化是DNA修复的基础，并且在酵母和人类中发生在相同的保守残基上。

Zhu等人（2007）发现，鸡和人类细胞中UBC13的缺失会导致由于染色体不稳定以及对紫外线和电离辐射过敏而导致严重的生长缺陷，这与UBC13在RAD6/RAD18依赖性细胞中的保守作用一致复制后修复。UBC13 缺陷细胞也因同源重组而无法修复 DNA 双链断裂。在UBC13缺陷细胞中，BRCA1（113705）的E3泛素连接酶功能的募集和激活以及随后在双链断裂时RAD51（179617）核蛋白丝的形成被废除。此外，在没有UBC13的情况下，单链DNA/RPA的生成（参见RPA1；179835）双链断裂处的复合物严重减弱。Zhu等人（2007）得出结论，UBC13在双链断裂修复过程中启动同源重组中发挥作用。

细胞因子信号传导被认为需要在膜嵌入受体的细胞质片段上组装多组分信号传导复合物，其中受体近端蛋白激酶被激活。Matsuzawa et al.（2008）报道，CD40（109535）连接后形成包含转换因子分子TRAF2（601895）和TRAF3（601896）、泛素结合酶UBC13、细胞凋亡抑制蛋白1（CIAP1）的复合物，或 BIRC2；601712）和-2（CIAP2，或BIRC3；601721）, IKK-γ（IKBKG; 300248）、MEKK1（MAP3K1；600982）。MEKK1 和 MAP 激酶级联的复杂组装和激活需要 TRAF2、UBC13 和 IKK-γ。然而，除非复合物在 CIAP1/CIAP2 诱导的 TRAF3 降解时从膜转移到胞质溶胶，否则激酶不会被激活。Matsuzawa等人（2008）提出，这种2阶段信号传导机制可能适用于其他先天免疫受体，并且可能解释MAPK和IKK信号传导的空间和时间分离。

Shembade et al.（2010）表明，A20（191163）通过拮抗与E2泛素结合酶UBC13和UBCH5C（602963）的相互作用，抑制TRAF6、TRAF2和cIAP1的E3连接酶活性。A20与调节分子TAX1BP1（605326）一起与UBC13和UBCH5C相互作用，引发它们的泛素化和蛋白酶体依赖性降解。这些发现表明 A20 抑制炎症信号通路的作用机制。

Nakada et al.（2010）报道OTUB1（608337）是一种去泛素化酶，是双链断裂诱导的染色质泛素化的抑制剂。令人惊讶的是，他们发现OTUB1能够抑制RNF168（612688）依赖的多泛素化，而与其催化活性无关。OTUB1 通过结合并抑制 UBC13（RNF168 的同源 E2 酶）来实现这一点。Nakada et al.（2010）认为这种不寻常的调节模式不太可能仅限于UBC13，因为对OTUB1相关蛋白的分析表明OTUB1与UBE2D和UBE2E亚家族的E2结合。最后，OTUB1 耗尽减轻了与 ATM（607585）信号传导缺陷相关的双链断裂修复缺陷，表明 OTUB1-UBC13 相互作用的药理靶向可能会增强 DNA 损伤反应。

Pertel et al.（2011）证明TRIM5（608487）促进先天免疫信号传导，并且这种活性通过逆转录病毒感染和与衣壳晶格的相互作用而被放大。TRIM5 与异二聚体泛素结合酶 UBC13-UEV1A 共同作用，催化未连接的 K63 连接泛素链的合成，从而激活 TAK1（602614）激酶复合物并刺激 AP1（参见 165160）和 NF-kappa-B 信号传导。与 HIV-1 衣壳晶格的相互作用极大地增强了 TRIM5 的 UBC13-UEV1A 依赖性 E3 活性，并且逆转录病毒的攻击诱导了 AP1 和 NF-κ-B 依赖性因子的转录，其程度与 TRIM5 亲和力追踪入侵衣壳。最后，TAK1 和 UBC13-UEV1A 有助于 TRIM5 的衣壳特异性限制。Pertel et al.（2011）得出结论，逆转录病毒限制因子 TRIM5 有 2 个与限制相关的额外活性：它组成性地促进先天免疫信号传导，并且它充当逆转录病毒衣壳晶格特异性的模式识别受体。

Sanada等人（2012）通过用野生型福氏志贺氏菌或缺乏谷氨酰胺脱酰胺酶OspI的福氏志贺氏菌突变体感染人上皮细胞系，表明OspI选择性地将UBC13的gln100脱酰胺为glu。因此，TRAF6激活所需的E2泛素结合活性被抑制，从而使OspI能够调节二酰基甘油-NFKB信号通路，该信号通路是通过CARD11（607210）-BCL10（603517）-MALT1（604860）（CBM）复合物介导的运输6。Sanada et al.（2012）提出S.flexneri通过靶向UBC13-TRAF6复合物抑制急性炎症反应。

Chen等（2015）通过在人NKL细胞中的过表达和沉默实验表明ERADP（616869）促进IFN-γ（IFNG；147570）通过 NF-kappa-B 途径激活产生。对人脾 cDNA 文库的酵母 2 杂交分析以及 293T 和 NKL 细胞中的免疫共沉淀实验表明，ERADP 与 UBC13 相互作用，并且 NK 细胞激活增加了相互作用强度。293T 细胞中的免疫沉淀测定表明，ERADP 增强了 UBC13 与其 E2/E3 泛素复合物成分 UEV1A 和 TRAF6 的关联。293T细胞中ERADP过表达增加了TRAF6和UBC13介导的NEMO（IKBKG）lys63连接的泛素化，导致NF-kappa-B活性增加。在体外测定中，ERADP 以剂量依赖性方式增加 UBC13 的泛素充电活性。Chen等人（2015）利用UBC13敲低实验表明，NKL细胞中ERADP介导的IFN-γ产生需要UBC13。

Thorslund等人（2015）阐明了RNF8（611685）和UBC13如何促进RNF168（612688）和下游因子招募到人体细胞中的双链断裂位点。Thorslund et al.（2015）证实，双链断裂位点的 UBC13 依赖性 K63 连接泛素化主要由 RNF8 而不是 RNF168 介导，并且 H1 型接头组蛋白（而非核心组蛋白）代表了主要的染色质相关靶点此修改。识别RNF8生成的泛素化的RNF168模块（UDM1）是K63泛素化H1的高亲和力阅读器，从机制上解释了RNF8和UBC13在招募RNF168至双链断裂中的重要作用。一致地，连接组蛋白表达或染色质关联的减少会损害 K63 连接的泛素缀合物和双链断裂侧翼染色质修复因子的积累。这些结果将组蛋白 H1 确定为 RNF8-UBC13 在双链断裂信号传导中的关键靶标，并通过表明连接组蛋白的后修饰可以作为参与基因组稳定性维持的因子识别的重要标记来扩展组蛋白代码的概念。

▼ 生化特征

晶体结构

Wiener 等人（2012）描述了结构和生化研究，阐明了 OTUB1 如何抑制 UBC13 和其他 E2 酶。他们意外地发现OTUB1与UBC13-Ub（泛素硫醇酯）的结合受到游离泛素的变构调节，游离泛素与OTUB1的第二个位点结合并增加其与UBC13-Ub的亲和力，同时破坏与UEV1A的相互作用。方式取决于 OTUB1 N 末端。OTUB1-UBC13复合物以及与泛素醛结合的OTUB1和化学UBC13-Ub缀合物的晶体结构表明，游离泛素与OTUB1的结合触发OTU结构域的构象变化并在N末端形成泛素结合螺旋，从而促进 UBC13-Ub 中缀合的供体泛素与 OTUB1 的结合。因此，供体泛素不能与 E2 酶相互作用，而 E2 酶已被证明对泛素转移很重要。OTUB1 的 N 端螺旋可干扰 UEV1A 与 UBC13 的结合，以及受体泛素对硫醇酯的攻击，从而抑制 K63Ub 合成。OTUB1 结合还封闭了 UBC13 上的 RING E3 结合位点，从而提供了进一步的抑制成分。Wiener et al.（2012）得出结论，抑制机制的一般特征解释了OTUB1如何以非催化方式抑制其他E2酶。

▼ 动物模型

Yamamoto et al.（2006）培育了 B 细胞特异性删除 Ubc13 的小鼠。这些小鼠存活且没有明显异常，而 Ubc13 缺陷小鼠则在子宫内早期死亡。B 细胞中 Ubc13 的缺失导致边缘区 B 细胞和 B1 细胞发育缺陷，以及体液免疫受损。Nfkb激活和Tak1（NR2C2；601426）磷酸化在 Ubc13 缺陷细胞中基本正常，但 MAP 激酶激活对除 Tnf（191160）之外的所有测试刺激的反应均显着受损。Ubc13 诱导的 MAP 激酶激活部分是通过 Ikkg 泛素化介导的，而 Ikkg 泛素化在 Ubc13 缺陷细胞中被消除。Yamamoto et al.（2006）得出结论，UBC13对于诱导免疫反应很重要。

Fukushima et al.（2007）发现小鼠中Ubc13纯合子缺失会导致早期胚胎死亡，而Ubc13+/-杂合子则表现正常，免疫细胞群没有变化。Ubc13 +/- 小鼠抵抗脂多糖诱导的致死作用，显示 Traf6 泛素化减少，产生较低水平的 Tnf、Il6（147620）和 Ifng，并表现出由 Tnfr 和 Tlr 家族成员启动的信号转导途径的选择性激活受损。Fukushima et al.（2007）提出降低UBC13活性可能具有控制炎症反应的治疗用途。