MATH-BTBタンパク質TaMAB2はユビキチンを含む病巣に蓄積し、ユビキチンプロテアソームの翻訳開始機構と相互作用することが知られている

The MATH-BTB Protein TaMAB2 Accumulates in Ubiquitin-Containing Foci and Interacts With the Translation Initiation Machinery in .

• Nataša Bauer
• Andreja Škiljaica
• Nenad Malenica
• Genadij Razdorov
• Marija Klasić
• Martina Juranić
• Marko Močibob
• Stefanie Sprunck
• Thomas Dresselhaus
• Dunja Leljak Levanić

抄録

MATH-BTBタンパク質は、ユビキチンプロテアソーム経路におけるCUL3ベースのE3リガーゼの基質特異的アダプターとして機能することが知られている。それらのBTBドメインは、CUL3足場タンパク質に結合し、あまり保存されていないMATHドメインは、それらのユビキチン化とそれに続く分解を促進するために、基質タンパク質の非常に多様なコレクションをターゲットにしています。植物では、イネ科植物においてMATH-BTBファミリーの大幅な拡大が起こった。ここでは、コムギの胚発生初期に一過性に発現するMATH-BTBタンパク質であるTaMAB2の解析を報告する。接合体や初期胚での役割を調べることは困難であったため、我々はTaMAB2を過剰発現させて機能獲得変異体を作製し、相互作用相手や基質を明らかにした。このことは、TaMAB2 が CUL3 の基質と相互作用していることを示唆している。 タバコ BY-2 細胞では、TaMAB2 は微小管とユビキチンが結合した細胞質局在パターンを示し、CUL3 との直接的な相互作用が示唆された。また、TaMAB2 は CUL3 との直接的な相互作用により、ユビキチン依存性分解のための特定の基質を標的とした機能を有していることが示唆された。また、チューブリンとの直接的な相互作用は確認できなかったが、タンデムアフィニティー精製により、TaMAB2の相互作用体は、チューブリンやアクチンなどの細胞骨格タンパク質や翻訳開始機構に関与していることが示唆された。また、真核生物の翻訳開始因子eIF3とeIF4のサブユニットがTaMAB2インタラクターとして同定されたことから、植物の胚発生期の主要な機能として翻訳開始を制御していることが示唆された。

MATH-BTB proteins are known to act as substrate-specific adaptors of CUL3-based E3 ligases in the ubiquitin proteasome pathway. Their BTB domain binds to CUL3 scaffold proteins and the less conserved MATH domain targets a highly diverse collection of substrate proteins to promote their ubiquitination and subsequent degradation. In plants, a significant expansion of the MATH-BTB family occurred in the grasses. Here, we report analysis of TaMAB2, a MATH-BTB protein transiently expressed at the onset of embryogenesis in wheat. Due to difficulties in studying its role in zygotes and early embryos, we have overexpressed in to generate gain-of-function mutants and to elucidate interaction partners and substrates. Overexpression plants showed severe growth defects as well as disorganization of microtubule bundles indicating that TaMAB2 interacts with substrates in . In tobacco BY-2 cells, TaMAB2 showed a microtubule and ubiquitin-associated cytoplasmic localization pattern in form of foci. Its direct interaction with CUL3 suggests functions in targeting specific substrates for ubiquitin-dependent degradation. Although direct interactions with tubulin could not be confimed, tandem affinity purification of TaMAB2 interactors point towards cytoskeletal proteins including tubulin and actin as well as the translation initiation machinery. The idenification of various subunits of eucaryotic translation initiation factors eIF3 and eIF4 as TaMAB2 interactors indicate regulation of translation initiation as a major function during onset of embryogenesis in plants.

Copyright © 2019 Bauer, Škiljaica, Malenica, Razdorov, Klasić, Juranić, Močibob, Sprunck, Dresselhaus and Leljak Levanić.