モノビキチン化されたFANCD2の脱自由主義の特異性は、USP1のN末端によって駆動されます

DNA間鎖架橋修復のためのファンコニ貧血経路とDNA損傷耐性のトランスレオン合成経路は、どちらもモノビキチン化と脱ユビキチン化のサイクルを必要とします。USP1関連因子1と複合したユビキチン特異的プロテアーゼ-1（USP1）は、モノビキチン化されたファンコニ貧血群D2タンパク質（FANCD2）、ファンコニ貧血群Iタンパク質（FANCI）、および増殖細胞核核核核核核核核核核核のタンパク質（FANCD2）を脱ユビキチ化することにより、複数のDNA修復経路を調節します。抗原（PCNA）。USP1活性の喪失により、染色体の不安定性が生じます。多くのUSPSがユビキチン - ユビキチン結合を加水分解しますが、USP1は特定の部位でユビキチンと基質のコンジュゲートを標的とします。複数の基質に対するUSP1の特異性の分子基盤はあまり理解されていません。ここでは、精製されたモノビキチ化FANCD2、FANCI、およびPCNAの脱ユビキチン化を再構成し、USP1による基質脱ユビキチン化の分子決定因子が高度に保存され、拡張されたN末端に存在することを示します。USP1のN末端には、FANCD2上のK561の脱ユビキチン化に必要なFANCD2特異的結合配列があることがわかりました。対照的に、N末端は、直接PCNAまたはFANCI脱ユビキチン化には必要ありません。さらに、USP1のN末端は、より乱雑なUSPで特異性を設計するのに十分であることを示しています。

The Fanconi anemia pathway for DNA interstrand crosslink repair and the translesion synthesis pathway for DNA damage tolerance both require cycles of monoubiquitination and deubiquitination. The ubiquitin-specific protease-1 (USP1), in complex with USP1-associated factor 1, regulates multiple DNA repair pathways by deubiquitinating monoubiquitinated Fanconi anemia group D2 protein (FANCD2), Fanconi anemia group I protein (FANCI), and proliferating cell nuclear antigen (PCNA). Loss of USP1 activity gives rise to chromosomal instability. Whereas many USPs hydrolyse ubiquitin-ubiquitin linkages, USP1 targets ubiquitin-substrate conjugates at specific sites. The molecular basis of USP1's specificity for multiple substrates is poorly understood. Here, we reconstitute deubiquitination of purified monoubiquitinated FANCD2, FANCI, and PCNA and show that molecular determinants for substrate deubiquitination by USP1 reside within the highly conserved and extended N-terminus. We found that the N-terminus of USP1 harbours a FANCD2-specific binding sequence required for deubiquitination of K561 on FANCD2. In contrast, the N-terminus is not required for direct PCNA or FANCI deubiquitination. Furthermore, we show that the N-terminus of USP1 is sufficient to engineer specificity in a more promiscuous USP.