真核生物および原核生物のMPNドメインタンパク質のサブセットに見られる推定触媒モチーフであるMPN+は、RPN11機能にとって重要です

背景：3つの高分子群集、プロテアソームの蓋複合体、COP9-シグナロソーム（CSN）およびEIF3複合体はすべて、MPNおよびPCIドメインを抱える複数のタンパク質で構成されています。これまで、これらのタンパク質のいずれの特定の機能は定義されておらず、これらのモチーフの重要性も解明されていません。特に、蓋サブユニットであるRPN11は、プロテアソーム機能にとって非常に保存され、重要であるため、MPN含有タンパク質のパラダイムとして機能します。 結果：MPN+モチーフと呼ばれるシーケンスモチーフを特定しました。これは、RPN11やCSN5/JAB1などのMPNドメインタンパク質のサブセットで高度に保存されていますが、このサブファミリー以外には存在しません。MPN+モチーフは、加水分解酵素クラスの活性部位残基、特にメタロプロテアーゼの残基に似た5つの極リア残基で構成されています。部位指向の突然変異誘発を使用することにより、MPN+残基がRPN11の機能にとって重要であることを示しますが、MPN+モチーフの外側の高度に保存されたCYS残基は必須ではありません。MPN+残基の単一アミノ酸置換はすべて、低速成長、温度およびアミノ酸類似体に対する感受性、および一般的なプロテアソーム依存性タンパク質分解欠陥を含む同様の表現型を示します。 結論：MPN+モチーフは、伝統的な大型PCI/MPN複合体の外で作用すると考えられる真核生物、細菌、および古細菌の新たに同定されたタンパク質を含む特定のMPNドメインタンパク質に豊富です。MPN+モチーフの推定触媒性は、それを極めて重要な酵素機能、おそらくプロテアソーム関連の脱ユビキチン化活性およびCSN関連NEDD8/RUB1除去活性の優れた候補にします。

BACKGROUND: Three macromolecular assemblages, the lid complex of the proteasome, the COP9-Signalosome (CSN) and the eIF3 complex, all consist of multiple proteins harboring MPN and PCI domains. Up to now, no specific function for any of these proteins has been defined, nor has the importance of these motifs been elucidated. In particular Rpn11, a lid subunit, serves as the paradigm for MPN-containing proteins as it is highly conserved and important for proteasome function. RESULTS: We have identified a sequence motif, termed the MPN+ motif, which is highly conserved in a subset of MPN domain proteins such as Rpn11 and Csn5/Jab1, but is not present outside of this subfamily. The MPN+ motif consists of five polar residues that resemble the active site residues of hydrolytic enzyme classes, particularly that of metalloproteases. By using site-directed mutagenesis, we show that the MPN+ residues are important for the function of Rpn11, while a highly conserved Cys residue outside of the MPN+ motif is not essential. Single amino acid substitutions in MPN+ residues all show similar phenotypes, including slow growth, sensitivity to temperature and amino acid analogs, and general proteasome-dependent proteolysis defects. CONCLUSIONS: The MPN+ motif is abundant in certain MPN-domain proteins, including newly identified proteins of eukaryotes, bacteria and archaea thought to act outside of the traditional large PCI/MPN complexes. The putative catalytic nature of the MPN+ motif makes it a good candidate for a pivotal enzymatic function, possibly a proteasome-associated deubiquitinating activity and a CSN-associated Nedd8/Rub1-removing activity.