P97/VCPのユビキチンおよびATP依存性の展開活性•NPLOC4•UFD1Lは、マルチシステムタンパク質症を引き起こす突然変異によって強化されます。

P97は、ER関連の分解などの多数のユビキチン（UB）依存性経路で重要な役割を果たす「分離」です。P97は、膜または高分子複合体からタンパク質を抽出して、プロテアソーム分解を可能にするという仮説を立てています。ただし、p97基質の複雑な性質により、この活動の基本的な基礎を直接観察することが困難になりました。この問題に対処するために、in vitro P97活動アッセイのためにK48関連ユビキチンチェーンで修飾された可溶性P97基質-UB-GFPを開発しました。WT P97はタンパク質を展開できること、およびこの活性がP97アダプターNPLOC4-UFD1L、ATP加水分解、および基質ユビキチン化に依存しており、分岐鎖が最大刺激を提供することを実証します。さらに、包含体ミオパシー、骨のパジェット病、および人間の前頭側頭型認知症を引き起こすp97変異体がより速く基質を展開し、過剰な活性が病因の根底にあることを示唆していることを示しています。この研究は、p97の研究において重要な障壁を克服し、以前に達成できなかった詳細レベルでp97メカニズムを将来の解剖を可能にします。

p97 is a "segregase" that plays a key role in numerous ubiquitin (Ub)-dependent pathways such as ER-associated degradation. It has been hypothesized that p97 extracts proteins from membranes or macromolecular complexes to enable their proteasomal degradation; however, the complex nature of p97 substrates has made it difficult to directly observe the fundamental basis for this activity. To address this issue, we developed a soluble p97 substrate-Ub-GFP modified with K48-linked ubiquitin chains-for in vitro p97 activity assays. We demonstrate that WT p97 can unfold proteins and that this activity is dependent on the p97 adaptor NPLOC4-UFD1L, ATP hydrolysis, and substrate ubiquitination, with branched chains providing maximal stimulation. Furthermore, we show that a p97 mutant that causes inclusion body myopathy, Paget's disease of bone, and frontotemporal dementia in humans unfolds substrate faster, suggesting that excess activity may underlie pathogenesis. This work overcomes a significant barrier in the study of p97 and will allow the future dissection of p97 mechanism at a level of detail previously unattainable.