Saccharomyces cerevisiaeにおけるCaax-boxタンパク質プレニルトランスフェラーゼのin vivo交差特異性の遺伝的証拠

2つのタンパク質プレニルトランスフェラーゼ酵素、ファルネシルトランスフェラーゼ（FTase）およびゲラニルジェラニルトランスフェラーゼ-I（GGTase-I）は、ファルネシルまたはゲラニルジェラニル脂質グループの共有結合を触媒します。、およびすべてのアミノ酸[x]。ここで報告されたin vitro研究では、C末端セリンを持つCaaxタンパク質がFTaseによってファルネシル化されていることを確認し、C末端ロイシンを持つものはGgTase-Iによってゲラニルジェラニル化されていることがわかりました。そのFTaseは、C末端ロイシンでCaaxタンパク質をファルネシル化することができ、ゲラニルゲラニル基をいくつかのCaaxタンパク質に伝達することができます。遺伝データは、FTaseとGgTase-Iがin vitroと同じ基質好みをin vivoで持っていることを示し、各酵素がプレニル酸化できることを示しています。in vivoでの他の酵素の好ましい基質の一部。具体的には、FTaseを欠く酵母細胞の生存率は、GgTase-IによるRasタンパク質のプレニル化によるものです。突然変異的に活性化されたRASタンパク質が成長に有害な効果を発揮するのに十分です。活性化されたRas表現型のFTase上の依存性は、C末端セリンをロイシンに置き換えることでバイパスできます。このRAの変化した形態は、FTaseまたはGgTase-Iのいずれかを欠くひずみで活性化された表現型を生成するため、GgTase-IとFTaseの両方によってプレニル化されているように見えます。酵母細胞は、2つの必須基質が過剰発現している限り、GGTase-Iの非存在下で成長する可能性がありますが、それらの成長は遅いです。このような株は、生存率のためにFTaseに依存し、FTaseが過剰生産されるとより速く成長することができ、FTaseがGgTase-Iの必須基質を過剰生産したときにプレニル化できることを示唆しています。

Two protein prenyltransferase enzymes, farnesyltransferase (FTase) and geranylgeranyltransferase-I (GGTase-I), catalyze the covalent attachment of a farnesyl or geranylgeranyl lipid group to the cysteine of a CaaX sequence (cysteine [C], two aliphatic amino acids [aa], and any amino acid [X]. In vitro studies reported here confirm previous reports that CaaX proteins with a C-terminal serine are farnesylated by FTase and those with a C-terminal leucine are geranylgeranylated by GGTase-I. In addition, we found that FTase can farnesylate CaaX proteins with a C-terminal leucine and can transfer a geranylgeranyl group to some CaaX proteins. Genetic data indicate that FTase and GGTase-I have the same substrate preferences in vivo as in vitro and also show that each enzyme can prenylate some of the preferred substrates of the other enzyme in vivo. Specifically, the viability of yeast cells lacking FTase is due to prenylation of Ras proteins by GGTase-I. Although this GGTase-I dependent prenylation of Ras is sufficient for growth, it is not sufficient for mutationally activated Ras proteins to exert deleterious effects on growth. The dependence of the activated Ras phenotype on FTase can be bypassed by replacing the C-terminal serine with leucine. This altered form of Ras appears to be prenylated by both GGTase-I and FTase, since it produces an activated phenotype in a strain lacking either FTase or GGTase-I. Yeast cells can grow in the absence of GGTase-I as long as two essential substrates are overexpressed, but their growth is slow. Such strains are dependent on FTase for viability and are able to grow faster when FTase is overproduced, suggesting that FTase can prenylate the essential substrates of GGTase-I when they are overproduced.