UFM1活性化酵素5（UBA5）内の新しい相互作用モチーフの構造的および機能的分析ユビキチン様タンパク質への結合およびUFMylationに必要な

タンパク質に対するユビキチン倍修飾剤1（UFM1）の共有結合は、転写、細胞ストレスへの反応、および分化を調節するシグナルを生成します。UFMylationは、UFM1をUFM1に活性化および転送してユビキチン倍修飾剤結合酵素1（UFC1）を活性化するユビキチン様修飾子によって開始されます。ただし、UFM1の活性化とその下流の転送に必要なUFM1とUBA5の間の相互作用の詳細は不明です。この研究では、UBA5のC末端内で、線形LC3相互作用領域/UFM1インタラクチングモチーフ（LIR/UFIM）を組み合わせて特徴付けました。この単一のモチーフは、UBA5がUFM1と軽鎖3/γ-アミノ酪酸受容体関連タンパク質（LC3/GABARAP）、2つのユビキチン（UB）様タンパク質の両方に結合することを保証します。UBA5の完全な生物学的活性と、in vitroおよび細胞の両方でUFC1および下流のタンパク質基質へのUFM1の効果的な移動には、LIR/UFIMが必要であることを実証しました。まとめると、私たちの研究は、UBA5とUB様修飾因子間の相互作用に関する重要な構造的および機能的洞察を提供し、UFMylation経路の生物学の理解を改善します。

The covalent conjugation of ubiquitin-fold modifier 1 (UFM1) to proteins generates a signal that regulates transcription, response to cell stress, and differentiation. Ufmylation is initiated by ubiquitin-like modifier activating enzyme 5 (UBA5), which activates and transfers UFM1 to ubiquitin-fold modifier-conjugating enzyme 1 (UFC1). The details of the interaction between UFM1 and UBA5 required for UFM1 activation and its downstream transfer are however unclear. In this study, we described and characterized a combined linear LC3-interacting region/UFM1-interacting motif (LIR/UFIM) within the C terminus of UBA5. This single motif ensures that UBA5 binds both UFM1 and light chain 3/γ-aminobutyric acid receptor-associated proteins (LC3/GABARAP), two ubiquitin (Ub)-like proteins. We demonstrated that LIR/UFIM is required for the full biological activity of UBA5 and for the effective transfer of UFM1 onto UFC1 and a downstream protein substrate both in vitro and in cells. Taken together, our study provides important structural and functional insights into the interaction between UBA5 and Ub-like modifiers, improving the understanding of the biology of the ufmylation pathway.