酵母プリオン様ドメインによる凝集および異種プリオン誘導に対するグルタミン/アスパラギン含有量の影響

プリオンのようなドメインは、複雑さが低く、組成的に酵母プリオンドメインに似ている本質的に無秩序なドメインです。多くのプリオンのようなドメインは、機能的または病原性タンパク質凝集体の形成に関与しています。これらの凝集体は、非常に動的な液滴から高度に秩序化された洗剤ではないアミロイド様凝集体にまで及びます。安定した洗剤ではない凝集体への変換を促進するアミノ酸配列の特徴をよりよく理解するために、予測アルゴリズムPAPAを使用して、さまざまな組成を持つ予測される凝集しやすいプリオンのようなドメインを特定しました。細胞で発現すると、予測された凝集が発現しやすいドメインのほぼすべてが病巣を形成しましたが、界面活性剤に不溶性凝集体を形成する能力は、グルタミン/アスパラギン（Q/N）含有量と非常に相関していましたが、高いQ/N含有量が特異的に促進されることを示唆しています。in vivoでのアミロイド状態への変換。次に、このデータセットを使用して、プリオン様タンパク質間のクロスシードを調べました。プリオンタンパク質SUP35は、プリオンを効率的に形成するために、2番目のプリオン[PIN+]の存在を必要としますが、この要件は、さまざまなQ/Nリッチタンパク質フラグメントの発現によって回避できます。興味深いことに、SDSに不溶性凝集体を形成したQ/Nリッチドメインのほとんどすべてが、SUP35によるプリオン形成を促進することができ、これらの相互作用の非常に乱雑な性質を強調しました。

Prion-like domains are low complexity, intrinsically disordered domains that compositionally resemble yeast prion domains. Many prion-like domains are involved in the formation of either functional or pathogenic protein aggregates. These aggregates range from highly dynamic liquid droplets to highly ordered detergent-insoluble amyloid-like aggregates. To better understand the amino acid sequence features that promote conversion to stable, detergent-insoluble aggregates, we used the prediction algorithm PAPA to identify predicted aggregation-prone prion-like domains with a range of compositions. While almost all of the predicted aggregation-prone domains formed foci when expressed in cells, the ability to form the detergent-insoluble aggregates was highly correlated with glutamine/asparagine (Q/N) content, suggesting that high Q/N content may specifically promote conversion to the amyloid state in vivo. We then used this data set to examine cross-seeding between prion-like proteins. The prion protein Sup35 requires the presence of a second prion, [PIN+], to efficiently form prions, but this requirement can be circumvented by the expression of various Q/N-rich protein fragments. Interestingly, almost all of the Q/N-rich domains that formed SDS-insoluble aggregates were able to promote prion formation by Sup35, highlighting the highly promiscuous nature of these interactions.