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定量的SUMOプロテオミクスは、細胞の移動と運動性に関与するPIAS1基質を同定します
Quantitative SUMO proteomics identifies PIAS1 substrates involved in cell migration and motility.
PMID: 32047143 PMCID: PMC7012886. DOI: 10.1038/s41467-020-14581-w.
抄録
活性化STAT1のタンパク質阻害剤（PIAS1）は、様々な細胞経路において重要な役割を果たすE3 SUMOリガーゼである。増加している証拠は、PIAS1が前立腺癌や肺癌を含む様々なヒト悪性腫瘍で過剰発現していることを示しています。ここでは、定量的SUMOプロテオミクスを用いて、システム全体でPIAS1の潜在的な基質を同定した。544個のタンパク質上の983個のSUMO部位を同定し、そのうち62個のタンパク質がPIAS1の基質と推定された。特に、細胞骨格の組織化と細胞運動に関与するIII型中間フィラメントタンパク質であるヴィメンチン（VIM）は、PIAS1によってLys-439とLys-445でSUMOイル化されていた。VIMのSUMOyl化は、その動的な分解に必要であり、非SUMOyl化可能なVIM変異体を発現する細胞は、遊走の減少レベルを示した。我々のアプローチは、E3 SUMOリガーゼ基質の同定を可能にするだけでなく、細胞の運動性におけるPIAS1とVIM SUMOylationの意外な役割についての貴重な生物学的洞察を得ることができます。
The protein inhibitor of activated STAT1 (PIAS1) is an E3 SUMO ligase that plays important roles in various cellular pathways. Increasing evidence shows that PIAS1 is overexpressed in various human malignancies, including prostate and lung cancers. Here we used quantitative SUMO proteomics to identify potential substrates of PIAS1 in a system-wide manner. We identified 983 SUMO sites on 544 proteins, of which 62 proteins were assigned as putative PIAS1 substrates. In particular, vimentin (VIM), a type III intermediate filament protein involved in cytoskeleton organization and cell motility, was SUMOylated by PIAS1 at Lys-439 and Lys-445 residues. VIM SUMOylation was necessary for its dynamic disassembly and cells expressing a non-SUMOylatable VIM mutant showed a reduced level of migration. Our approach not only enables the identification of E3 SUMO ligase substrates but also yields valuable biological insights into the unsuspected role of PIAS1 and VIM SUMOylation on cell motility.