進化的に保存された衝撃は、eIF2キナーゼGCN2を活性化するためにGCN1を必要とするさまざまなストレス応答を損ないます

さまざまな環境ストレスに応じて、翻訳開始因子2（EIF2α）のアルファサブユニットのリン酸化は、転写活性化因子GCN4およびATF4をコードするものなど、特定のmRNAの翻訳の増加と一致する一般的なタンパク質合成を抑制します。eIF2αキナーゼGcn2は、栄養素剥離中に蓄積する充電されたtRNAとの関連とともに、活性化因子タンパク質GCN1へのGCN2結合を含むメカニズムによってアミノ酸飢vによって活性化されます。我々は以前、哺乳類の衝撃とその酵母オーソログYIH1がGCN1に結合し、それによりGCN1とのGCN1関連とアミノ酸の枯渇中のこのEIF2αキナーゼの刺激を防ぐことを示した。GCN2活性は、プロテアソーム阻害、UV照射、グルコースの欠如など、他のストレスによっても強化されます。ここでは、哺乳類細胞のこれらのストレス条件下でのGCN2の活性化に影響が直接影響するという証拠を提供します。哺乳類のGCN2の活性化にはGCN1との相互作用が必要であり、その衝撃がGCN2-GCN1複合体の溶解を促進することを示しています。YIH1の過剰発現と同様の程度まで、酵母細胞における衝撃の過剰発現は、酢酸、高レベルのNaCl、H₂O₂、またはベノミルへの細胞生存にGCN2とGCN1を必要とするすべてのストレス条件下で成長を阻害しました。この研究は、さまざまなストレス配置によって誘導されるGCN2活性化においてGCN1が果たす役割の理解を拡大し、衝撃とYIH1がこのeIF2αキナーゼを調節するために同様のメカニズムを使用することを示唆しています。

In response to a range of environmental stresses, phosphorylation of the alpha subunit of the translation initiation factor 2 (eIF2α) represses general protein synthesis coincident with increased translation of specific mRNAs, such as those encoding the transcription activators GCN4 and ATF4. The eIF2α kinase GCN2 is activated by amino acid starvation by a mechanism involving GCN2 binding to an activator protein GCN1, along with association with uncharged tRNA that accumulates during nutrient deprivation. We previously showed that mammalian IMPACT and its yeast ortholog YIH1 bind to GCN1, thereby preventing GCN1 association with GCN2 and stimulation of this eIF2α kinase during amino acid depletion. GCN2 activity is also enhanced by other stresses, including proteasome inhibition, UV irradiation and lack of glucose. Here, we provide evidence that IMPACT affects directly and specifically the activation of GCN2 under these stress conditions in mammalian cells. We show that activation of mammalian GCN2 requires its interaction with GCN1 and that IMPACT promotes the dissolution of the GCN2-GCN1 complex. To a similar extent as the overexpression of YIH1, overexpression of IMPACT in yeast cells inhibited growth under all stress conditions that require GCN2 and GCN1 for cell survival, including exposure to acetic acid, high levels of NaCl, H₂O₂ or benomyl. This study extends our understanding of the roles played by GCN1 in GCN2 activation induced by a variety of stress arrangements and suggests that IMPACT and YIH1 use similar mechanisms for regulating this eIF2α kinase.