レトロウイルスインテグレーゼの非リジン残基のユビキチン化

レトロウイルスインテグレーゼは、効果的なウイルス複製と感染の前提条件である宿主染色体DNAへのレトロウイルスゲノムの統合を触媒します。ヒト免疫不全ウイルス1型（HIV-1）インテグラゼは、以前はユビキチン化によって調節されていることが報告されていますが、インテグラーゼユビキチン化の分子特性はまだ不明です。この研究では、鳥類性白血病ウイルス（ALV）インテグラゼのユビキチン化を詳細に分析しました。ユビキチン化アッセイは、HIV-1と同様に、293 TおよびDF-1細胞で発現した場合、ALVインテグレーゼもユビキチン化によって修飾できることを示しました。ドメインマッピング分析により、ALVインテグレーゼのユビキチン化が主に触媒コアおよびN末端亜鉛結合ドメインで発生する可能性があることが明らかになりました。ALVおよびHIV-1の統合内のリジンおよび非リジン残基の両方がユビキチンの結合の原因であり、N末端HHCC亜鉛結合モチーフは、インテグラーゼユビキチン化の媒介に重要な役割を果たす可能性があります。興味深いことに、質量分析分析では、HHCC亜鉛結合モチーフのThr10およびCys37残基がユビキチン化部位として特定され、ユビキチンが非リジン残基との直接的な相互作用を通じてALVインテグラゼに結合する可能性があることを示しています。これらの発見は、レトロウイルスインテグレーゼユビキチン化の詳細な特徴を明らかにし、インテグラーゼのN末端亜鉛結合ドメイン内の非リジン残基によって媒介されるユビキチン化の新しいメカニズムを発見しました。

Retroviral integrase catalyzes the integration of retroviral genome into host chromosomal DNA, which is a prerequisite of effective viral replication and infection. The human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) integrase has previously been reported to be regulated by the ubiquitination, but the molecular characterization of integrase ubiquitination is still unclear. In this study, we analyzed the ubiquitination of avian leukosis virus (ALV) integrase in detail. The ubiquitination assay showed that, like HIV-1, ALV integrase could also be modified by ubiquitination when expressed in 293 T and DF-1 cells. Domain mapping analysis revealed that the ubiquitination of ALV integrase might mainly occurred in the catalytic core and the N-terminal zinc-binding domains. Both lysine and non-lysine residues within integrase of ALV and HIV-1 were responsible for the ubiquitin conjugation, and the N-terminal HHCC zinc-binding motif might play an important role in mediating integrase ubiquitination. Interestingly, mass spectrometry analysis identified the Thr10 and Cys37 residues in the HHCC zinc-binding motif as the ubiquitination sites, indicating that ubiquitin may be conjugated to ALV integrase through direct interaction with the non-lysine residues. These findings revealed the detailed features of retroviral integrase ubiquitination and found a novel mechanism of ubiquitination mediated by the non-lysine residues within the N-terminal zinc-binding domain of integrase.