E3ユビキチンリガーゼのかゆみは、型破りな基質認識ドメインを通じてネキシン9のソートを調節します

細胞内タンパク質のレベルは、主に、分解のためにそれらを標的とするユビキチンリガーゼによる修飾を通じて調節されます。Itch（Atrophin-1相互作用タンパク質4）などのE3ユビキチンリガーゼのNEDD4ファミリーのメンバーは、Pyモチーフ含有基質と特定の関連性のために最大4つのWWドメインを所有しています。かゆみの新しい基質として、エンドサイトーシスプロセスに関与するタンパク質であるネクシン9（SNX9）のソートを特定しました。Itch UbiquityLates SNX9を使用し、細胞内SNX9レベルを調節します。切り捨てられたタンパク質を使用して、SNX9との相互作用は、従来のWW認識ドメインとは異なるドメイン、およびSNX9のSH3ドメインであるかゆみのプロリンリッチドメイン（PRD）によって媒介されることがわかりました。かゆみのPRDとの相互作用は、SNX9ユビキチン化と分解に不可欠です。さらに、関連するPRD含有E3リガーゼであるNEDD4がSNX9に結合していないため、この効果はかゆみに対して特異的です。SH3ドメインを含むSNXファミリーの2番目のメンバーであるSNX18も、かゆみに結合することがわかりました。我々の結果は、NEDD4ファミリーE3ユビキチンリガーゼの基質のプールがPyモチーフを含むタンパク質を超えて伸びていることを示しています。

The level of intracellular proteins is mainly regulated through modifications by ubiquitin ligases that target them for degradation. Members of the NEDD4 family of E3 ubiquitin ligases, such as Itch (atrophin-1 interacting protein 4), possess up to four WW domains for specific association with PY motif-containing substrates. We have identified sorting nexin 9 (SNX9), a protein involved in endocytic processes, as a new substrate of Itch. Itch ubiquitylates SNX9 and regulates intracellular SNX9 levels. Using truncated proteins, we found that the interaction with SNX9 is mediated by the proline-rich domain (PRD) of Itch, a domain distinct from the conventional WW recognition domain, and the SH3 domain of SNX9. Interaction with the PRD of Itch is essential for SNX9 ubiquitylation and degradation. Furthermore, this effect is specific for Itch, as NEDD4, a related PRD-containing E3 ligase, does not bind SNX9. SNX18, a second member of the SNX family containing an SH3 domain, was also found to bind to Itch. Our results indicate that the pool of substrates of NEDD4 family E3 ubiquitin ligases extends beyond proteins containing PY motifs.