アスパラギンに結合したグリコシル化は、小胞体を横切るタンパク質のトランスロケーションには直接結合していない

Asparagine-linked glycosylation is not directly coupled to protein translocation across the endoplasmic reticulum in .

• Shiteshu Shrimal
• Natalia A Cherepanova
• Elisabet C Mandon
• Sergey V Venev
• Reid Gilmore

抄録

哺乳類細胞は、N-linked glycosylationにおいて明確な役割を持つ2つのオリゴ糖転移酵素複合体、STT3AおよびSTT3Bを発現している。STT3A複合体は、タンパク質トランスロケーションチャネルと直接相互作用し、N末端からC末端への走査機構を用いてタンパク質のグリコシル化を媒介します。出芽酵母におけるタンパク質のN-linkedグリコシル化は、これまで共翻訳反応であると考えられてきた。我々は、酵母と哺乳類細胞におけるいくつかの糖タンパク質のグリコシル化を比較してきた。STT3A依存性のグリコシル化部位を持つシステインリッチなタンパク質であるプロサポシンは、酵母細胞とSTT3A欠損ヒト細胞ではグリコシル化が不十分であった。一方、極端なC末端グリコシル化部位を持つタンパク質は、酵母ではポストトランスロケーション機構により効率的にグリコシル化された。また、アクセプターサイトの間隔が近いカルボキシペプチダーゼY由来のレポーター蛋白質においても、移動後グリコシル化が観察された。最近の2つのタンパク質構造を比較すると、酵母OSTは進化的に保存された界面を介して酵母ヘプタメリックSec複合体と相互作用することができず、その原因はSec63タンパク質によるOST結合部位の占有にあることが明らかになった。酵母におけるグリコシル化の効率は、Sec複合体の代わりにSec61またはSsh1トランスロケーションチャネルによってトランスロケーションされたタンパク質では増強されない。以上のことから、酵母細胞では、N-linked glycosylationとタンパク質のトランスロケーションは直接結合していないことが結論づけられた。

Mammalian cells express two oligosaccharyltransferase complexes, STT3A and STT3B, that have distinct roles in N-linked glycosylation. The STT3A complex interacts directly with the protein translocation channel to mediate glycosylation of proteins using an N-terminal-to-C-terminal scanning mechanism. N-linked glycosylation of proteins in budding yeast has been assumed to be a cotranslational reaction. We have compared glycosylation of several glycoproteins in yeast and mammalian cells. Prosaposin, a cysteine-rich protein that contains STT3A-dependent glycosylation sites, is poorly glycosylated in yeast cells and STT3A-deficient human cells. In contrast, a protein with extreme C-terminal glycosylation sites was efficiently glycosylated in yeast by a posttranslocational mechanism. Posttranslocational glycosylation was also observed for carboxypeptidase Y-derived reporter proteins that contain closely spaced acceptor sites. A comparison of two recent protein structures indicates that the yeast OST is unable to interact with the yeast heptameric Sec complex via an evolutionarily conserved interface due to occupation of the OST binding site by the Sec63 protein. The efficiency of glycosylation in yeast is not enhanced for proteins that are translocated by the Sec61 or Ssh1 translocation channels instead of the Sec complex. We conclude that N-linked glycosylation and protein translocation are not directly coupled in yeast cells.