ピルビン酸キナーゼ酵素M2のタンパク質安定性はHAUSPによって媒介されている

Protein Stability of Pyruvate Kinase Isozyme M2 Is Mediated by HAUSP.

• Hae-Seul Choi
• Chang-Zhu Pei
• Jun-Hyeok Park
• Soo-Yeon Kim
• Seung-Yeon Song
• Gyeong-Jin Shin
• Kwang-Hyun Baek

抄録

ユビキチン-プロテアソームシステム（UPS）は、プロテアソーム分解に関与し、タンパク質の半減期を調節しています。脱ユビキチン化酵素（DUB）はUPSの構成要素であり、タンパク質基質からユビキチンを除去することで分解を阻害する。ヘルペスウイルス関連ユビキチン特異的プロテアーゼ（HAUSP）はそのような脱ユビキチン化酵素の一つであり、腫瘍の発生と密接に関連している。これまでの研究では、二次元電気泳動（2-DE）によりHAUSP結合基質を分離し、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間質量分析法（MALDI-TOF/MS）により同定した。その結果、ピルビン酸キナーゼアイソザイムM2（PKM2）がHAUSPの基質の一つである可能性が示唆された。さらに、PKM2はHAUSPと結合しており、HAUSPとの相互作用が確認されたこと、また、PKM2はHAUSP結合モチーフであるEまたはP/AXXSを持っていることが明らかになった。そこで、PKM2 の変異体 S57A, S97A, S346A を作製したところ、S57A は結合親和性が低いことが判明した。これまでの研究では、PKM2はUPSによって制御されており、DUBとしてのHAUSP-がPKM2に作用し、PKM2のユビキチン化を増加させることを示しました。今回の研究では、HAUSP と PKM2 の直接的な相互作用が新たに明らかになりました。

The ubiquitin-proteasome system (UPS) is responsible for proteasomal degradation, regulating the half-life of the protein. Deubiquitinating enzymes (DUBs) are components of the UPS and inhibit degradation by removing ubiquitins from protein substrates. Herpesvirus-associated ubiquitin-specific protease (HAUSP) is one such deubiquitinating enzyme and has been closely associated with tumor development. In a previous study, we isolated putative HAUSP binding substrates by two-dimensional electrophoresis (2-DE) and identified them by matrix-assisted laser desorption-ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS) analysis. The analysis showed that pyruvate kinase isoenzyme M2 (PKM2) was likely to be one of the substrates for HAUSP. Further study revealed that PKM2 binds to HAUSP, confirming the interaction between these proteins, and that PKM2 possesses the putative HAUSP binding motif, E or P/AXXS. Therefore, we generated mutant forms of PKM2 S57A, S97A, and S346A, and found that S57A had less binding affinity. In a previous study, we demonstrated that PKM2 is regulated by the UPS, and that HAUSP- as a DUB-acted on PKM2, thus siRNA for increases PKM2 ubiquitination. Our present study newly highlights the direct interaction between HAUSP and PKM2.