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メルケル細胞ポリオマウイルス小T抗原の表面電荷は、アロステリックFBW7 WD40ドメインを標的とした細胞形質転換を決定する
Surface charge of Merkel cell polyomavirus small T antigen determines cell transformation through allosteric FBW7 WD40 domain targeting.
PMID: 32427880 PMCID: PMC7237485. DOI: 10.1038/s41389-020-0235-y.
抄録
メルケル細胞ポリオマウイルス（MCV）小T（sT）は、メルケル細胞癌（MCC）発生の主要なオンコタンパク質である。sTのユニークなドメインであるLT安定化ドメイン（LSD）は、複数のSCF（Skp1-Cullin-F-box）E3リガーゼと結合し、不活性化することが報告されています。これらの相互作用は、MCVラージT（LT）抗原やc-Myc、サイクリンEなどの細胞内オンコタンパク質のターンオーバーを阻害し、ウイルスの複製や細胞形質転換を促進する。しかし、このLSD領域がsTの複数の形質転換活性にどのように寄与しているのかは、現在のところ明らかになっていない。sTとF-boxおよびWDリピートドメイン含有7（FBW7）の構造ドッキングシミュレーションを行ったところ、sTとFBW7のWD40ドメインとの間に新規なアロステリック相互作用が存在することが明らかになった。このモデルは、LSDにおける電荷工学がsT-WD40結合を変化させることを確認した実験的証拠によって支持されている。具体的には、LSDにおける正味の正の電荷の喪失は、静電相互作用を阻害することにより、sT-FBW7の結合を阻害し、したがって、sTによるFBW7の阻害を阻害する。さらに、LSDの正電荷変異により、sTの機能とげっ歯類線維芽細胞を形質転換する能力が有意に回復した。このことから、sTの表面電荷はE3リガーゼを標的とする際の主要な決定因子であり、sTが誘導する細胞形質転換につながることが推察された。
Merkel cell polyomavirus (MCV) small T (sT) is the main oncoprotein in Merkel cell carcinoma (MCC) development. A unique domain of sT, LT stabilization domain (LSD), has been reported to bind and inactivate multiple SCF (Skp1-Cullin-F-box) E3 ligases. These interactions impede the turnover of MCV large T (LT) antigen and cellular oncoproteins such as c-Myc and cyclin E, thereby promoting viral replication and cell transformation. However, it is currently unclear how this LSD region contributes to multiple transforming activities of sT. Structural docking simulation of sT and F-box and WD repeat domain-containing 7 (FBW7) revealed a novel allosteric interaction between sT and FBW7 WD40 domain. This model is supported by experimental evidence confirming that charge engineering in the LSD alters sT-WD40 binding. Specifically, loss of net positive charge in the LSD prevents sT-FBW7 binding by abrogating the electrostatic interaction, thus impeding inhibition of FBW7 by sT. Furthermore, positively charged mutations in the LSD significantly restored the sT function and its ability to transform rodent fibroblast cells. We infer that the surface charge of sT is a major determinant for targeting E3 ligases, which leads to sT-induced cell transformation, an observation that could be used to develop targeted therapeutics for MCC.