タンパク質のN末端メチオニン切除は、ARG/N-endルール経路のN-ディグロンを不安定化する三次の不安定化を作成します

すべての生物は、メチオニン（MET）でタンパク質合成を開始します。発生したタンパク質の結果として得られた開始因子は、METアミノペプチダーゼ（メタップ）によって不可逆的に処理されます。N末端（NT）Met Excision（NME）は、タンパク質の最大3分の2で動作する進化的に保存された必須プロセスです。ただし、NMEの普遍的な機能はほとんど不明のままです。メタップは、位置2でALA、Ser、Gly、THR、CYS、PRO、またはVALを使用して、NT-METをよく知られている処理優先順位を持っていますが、CHXチェイズアッセイを使用して酵母細胞のタンパク質分解を評価し、タンパク質 - タンパク質 - 結合およびRT-QPCRアッセイでは、NMEがN末端でMet-ASNまたはMet-Glnを有する新生タンパク質でも発生することをここで示します。これらの末端のNMEは、NT残基の組成に応じてタンパク質を分解するArg/n-endルール経路の三次の不安定なNT残基（ASNまたはGLN）を曝露することがわかりました。また、Met-Gln n末端を持つ酵母DNA修復タンパク質MQ-Rad16、およびヒトのトロポミオシン受容体キナーゼ融合遺伝子（TFG）タンパク質、Mn-TFGを特定しました。生理学的、メタップ処理されたArg/n-endルール基板。さらに、Arg/N末ルール経路の成分の喪失は、37°CでのNATB NTアセチラーゼの触媒サブユニットを欠くNAA20Δ酵母細胞の成長欠陥を大幅に抑制することを示しています。集合的に、私たちの研究の結果は、NMEがin vivoで残留物を不安定にする三次の不安定な残留物を持つarg/nェンドルール基板を作成するための重要な上流のステップであることを明らかにしています。

All organisms begin protein synthesis with methionine (Met). The resulting initiator Met of nascent proteins is irreversibly processed by Met aminopeptidases (MetAPs). N-terminal (Nt) Met excision (NME) is an evolutionarily conserved and essential process operating on up to two-thirds of proteins. However, the universal function of NME remains largely unknown. MetAPs have a well-known processing preference for Nt-Met with Ala, Ser, Gly, Thr, Cys, Pro, or Val at position 2, but using CHX-chase assays to assess protein degradation in yeast cells, as well as protein-binding and RT-qPCR assays, we demonstrate here that NME also occurs on nascent proteins bearing Met-Asn or Met-Gln at their N termini. We found that the NME at these termini exposes the tertiary destabilizing Nt residues (Asn or Gln) of the Arg/N-end rule pathway, which degrades proteins according to the composition of their Nt residues. We also identified a yeast DNA repair protein, MQ-Rad16, bearing a Met-Gln N terminus, as well as a human tropomyosin-receptor kinase-fused gene (TFG) protein, MN-TFG, bearing a Met-Asn N terminus as physiological, MetAP-processed Arg/N-end rule substrates. Furthermore, we show that the loss of the components of the Arg/N-end rule pathway substantially suppresses the growth defects of naa20Δ yeast cells lacking the catalytic subunit of NatB Nt acetylase at 37 °C. Collectively, the results of our study reveal that NME is a key upstream step for the creation of the Arg/N-end rule substrates bearing tertiary destabilizing residues in vivo.