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プロテアソーム 19S キャップとそのユビキチン受容体は、基質に対して多目的な認識プラットフォームを提供します
The proteasome 19S cap and its ubiquitin receptors provide a versatile recognition platform for substrates.
PMID: 31980598 PMCID: PMC6981147. DOI: 10.1038/s41467-019-13906-8.
抄録
タンパク質はユビキチン鎖が付着することでプロテアソームの標的となりますが、その構造は様々です。プロテアソームのサブユニットであるRpn10、Rpn13、Rpn1の3つがユビキチン鎖を認識することが知られています。ここでは、K48に結合したユビキチンの一本鎖を持つタンパク質が、ほぼ独占的にRpn10に結合して分解の標的となることを報告している。Rpn1 は K63 鎖やその他の特定の鎖に対しては Rpn10 との共受容体として機能することがわかった。ターゲティングの違いは受容体に対する鎖の親和性とは相関しない。驚くべきことに、Rpn13 は定常状態でのアッセイにおいて、様々な単鎖基質の分解を遅延させた。複数の短いユビキチン鎖を持つ基質は、既知の受容体のいずれでも分解のために提示されるが、ユビキチン様ドメインを介してプロテアソームを標的とした基質は、Rpn13 または Rpn1 に結合したときに最も効率的に分解される。このように、プロテアソームは、長さやトポロジーが大きく異なるユビキチン鎖によって分解の対象となる基質を認識することができる、予想外に汎用性の高い結合プラットフォームを提供しています。
Proteins are targeted to the proteasome by the attachment of ubiquitin chains, which are markedly varied in structure. Three proteasome subunits-Rpn10, Rpn13, and Rpn1-can recognize ubiquitin chains. Here we report that proteins with single chains of K48-linked ubiquitin are targeted for degradation almost exclusively through binding to Rpn10. Rpn1 can act as a co-receptor with Rpn10 for K63 chains and for certain other chain types. Differences in targeting do not correlate with chain affinity to receptors. Surprisingly, in steady-state assays Rpn13 retarded degradation of various single-chain substrates. Substrates with multiple short ubiquitin chains can be presented for degradation by any of the known receptors, whereas those targeted to the proteasome through a ubiquitin-like domain are degraded most efficiently when bound by Rpn13 or Rpn1. Thus, the proteasome provides an unexpectedly versatile binding platform that can recognize substrates targeted for degradation by ubiquitin chains differing greatly in length and topology.