昆虫細胞の異なるメカニズムを介したHMG-CoAレダクターゼとINSIG-1の脂質調節分解

哺乳類細胞では、統合膜タンパク質のレベル3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリル-CoAレダクターゼおよびInsig-1は、脂質調節小胞体関連分解（ERAD）によって制御されます。レダクターゼのERADは、コレステロール合成の速度制限ステップを遅らせ、その膜ドメインのINSIG-1および高度に関連するInsig-2タンパク質へのステロール誘導結合に起因します。Insig結合ブリッジレダクターゼは、そのユビキチン化を促進するユビキチンリガーゼに、それにより細胞質ゾル脱臼とプロテアソーム分解のためにタンパク質をマークします。レダクターゼとは対照的に、INSIG-1は脂質除去細胞に蒸発します。ステロールは、Insig-1ユビキチン化を阻害することによりこのeradをブロックしますが、不飽和脂肪酸はタンパク質のサイトゾル脱臼を防ぐことで反応をブロックします。以前の研究では、哺乳類のレダクターゼの膜ドメインがショウジョウバエS2細胞でERADにさらされていることがわかりました。このERADは、ステロールによって適切に加速され、ショウジョウバエユビキチンリガーゼにレダクターゼを橋渡しするインシグの作用が必要でした。現在、S2細胞における哺乳類INSIG-1 ERADの再構成を報告しています。S2細胞のINSIG-1のeradは、ステロールまたは不飽和脂肪酸による阻害に関して哺乳類細胞で発生する反応を模倣しています。細胞内分画と相まって遺伝的および薬理学的操作は、Insig-1とレダクターゼが異なるユビキチンリガーゼ複合体によって媒介される明確なメカニズムを介して分解されることを示しています。これらの結果は、これらの結果を、ショウジョウバエS2細胞をモデルシステムとして確立し、細胞膜（すなわち、ステロールと脂肪酸）の脂質成分がINSIG-1とレンダクゼのeradを調節するメカニズムを解明します。

In mammalian cells, levels of the integral membrane proteins 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase and Insig-1 are controlled by lipid-regulated endoplasmic reticulum-associated degradation (ERAD). The ERAD of reductase slows a rate-limiting step in cholesterol synthesis and results from sterol-induced binding of its membrane domain to Insig-1 and the highly related Insig-2 protein. Insig binding bridges reductase to ubiquitin ligases that facilitate its ubiquitination, thereby marking the protein for cytosolic dislocation and proteasomal degradation. In contrast to reductase, Insig-1 is subjected to ERAD in lipid-deprived cells. Sterols block this ERAD by inhibiting Insig-1 ubiquitination, whereas unsaturated fatty acids block the reaction by preventing the protein's cytosolic dislocation. In previous studies, we found that the membrane domain of mammalian reductase was subjected to ERAD in Drosophila S2 cells. This ERAD was appropriately accelerated by sterols and required the action of Insigs, which bridged reductase to a Drosophila ubiquitin ligase. We now report reconstitution of mammalian Insig-1 ERAD in S2 cells. The ERAD of Insig-1 in S2 cells mimics the reaction that occurs in mammalian cells with regard to its inhibition by either sterols or unsaturated fatty acids. Genetic and pharmacologic manipulations coupled with subcellular fractionation indicate that Insig-1 and reductase are degraded through distinct mechanisms that are mediated by different ubiquitin ligase complexes. Together, these results establish Drosophila S2 cells as a model system to elucidate mechanisms through which lipid constituents of cell membranes (i.e., sterols and fatty acids) modulate the ERAD of Insig-1 and reductase.