E3ユビキチンリガーゼUBE3Cは、部分的にタンパク質分解された基質をユビキチン化することにより、プロテアソームプロセス性を高めます

タンパク質の恒常性を維持するには、細胞はタンパク質合成とタンパク質分解のバランスをとる必要があります。誤って折り畳まれたまたは部分的に分解されたタンパク質の蓄積は、病理学的タンパク質凝集体の形成につながる可能性があります。ここでは、不安定なドメインの使用を報告します。そのタンパク質は、高アフィニティリガンドを使用して折りたたみ状態を可逆的に調整できることを報告します。モデル基質として、前方の遺伝子スクリーニングを使用して哺乳類細胞の細胞タンパク質品質制御メカニズムを尋問します。UBE3Cのノックダウンで、GFPに融合した不安定化ドメインからなるレポータータンパク質であるE3ユビキチンリガーゼは、プロテアソームによってよりゆっくりと不完全に分解されます。ube3cが存在するが、その活性部位が変異しているため、プロテアソームに結合することができないため、基質をユビキチン化することはできない場合、部分的なタンパク質分解も観察されます。UBE3Cノックダウンは、基質のポリユビキチン化が少ないことにもなります。最後に、ノックダウンは細胞をHSP90阻害剤17-AAGの影響を受けやすく、UBE3Cが不完全に分解されたプロテアソーム基質から生じるタンパク質断片の有害な蓄積から保護することを示唆しています。

To maintain protein homeostasis, cells must balance protein synthesis with protein degradation. Accumulation of misfolded or partially degraded proteins can lead to the formation of pathological protein aggregates. Here we report the use of destabilizing domains, proteins whose folding state can be reversibly tuned using a high affinity ligand, as model substrates to interrogate cellular protein quality control mechanisms in mammalian cells using a forward genetic screen. Upon knockdown of UBE3C, an E3 ubiquitin ligase, a reporter protein consisting of a destabilizing domain fused to GFP is degraded more slowly and incompletely by the proteasome. Partial proteolysis is also observed when UBE3C is present but cannot ubiquitinate substrates because its active site has been mutated, it is unable to bind to the proteasome, or the substrate lacks lysine residues. UBE3C knockdown also results in less substrate polyubiquitination. Finally, knockdown renders cells more susceptible to the Hsp90 inhibitor 17-AAG, suggesting that UBE3C protects against the harmful accumulation of protein fragments arising from incompletely degraded proteasome substrates.