ヒト小型ヒートショックタンパク質のヘテロオリゴマー化は、N末端ドメインに位置する保存モチーフによって制御されている

The Heterooligomerization of Human Small Heat Shock Proteins Is Controlled by Conserved Motif Located in the N-Terminal Domain.

• Vladislav M Shatov
• Sergei V Strelkov
• Nikolai B Gusev

抄録

普遍的に発現しているヒト小型ヒートショック蛋白質（sHsps）HspB1、HspB5、HspB6、およびHspB8は、そのN末端ドメインに保存されたモチーフ（S/G）RLFDを含んでいる。それぞれについて、保存されているRをAで置換した変異体（R/A変異体）とペンタペプチドを完全に欠失させた変異体（Δ変異体）を作製し、他の野生型（WT）ヒトsHspsとのヘテロオリゴマー化を解析した。その結果、WTのHspB1とHspB5は加熱時にのみHspB6とヘテロオリゴマーを形成することがわかった。一方、WTのHspB1とHspB5は低温でもWTのHspB6と相互作用した。HspB1/HspB6ヘテロオリゴマーは、ビルディングブロックとしてのヘテロ二量体を示唆する等モル比の広いサイズ分布を示したが、HspB5/HspB6ヘテロオリゴマーは約2:1の比率を有していた。対照的に、HspB6のR/AまたはΔ変異体は、HspB1またはHspB5のいずれかと混合した場合、非常に可変なモル比を有するヘテロオリゴマーをもたらし、HspB6の取り込みが減少した。HspB8またはその変異体とHspB1またはHspB5のいずれかとのヘテロオリゴマー化は検出されなかった。最後に、イオン交換クロマトグラフィーで分析したところ、R/AまたはΔ変異は、HspB1およびHspB5のヘテロオリゴマー化に影響を及ぼさなかった。保存されたN末端モチーフはヘテロオリゴマー形成に重要な役割を果たしており、特にC末端IXIモチーフを欠くHspB6において顕著であると結論づけた。

Ubiquitously expressed human small heat shock proteins (sHsps) HspB1, HspB5, HspB6 and HspB8 contain a conserved motif (S/G)RLFD in their N-terminal domain. For each of them, we prepared mutants with a replacement of the conserved R by A (R/A mutants) and a complete deletion of the pentapeptide (Δ mutants) and analyzed their heterooligomerization with other wild-type (WT) human sHsps. We found that WT HspB1 and HspB5 formed heterooligomers with HspB6 only upon heating. In contrast, both HspB1 mutants interacted with WT HspB6 even at low temperature. HspB1/HspB6 heterooligomers revealed a broad size distribution with equimolar ratio suggestive of heterodimers as building blocks, while HspB5/HspB6 heterooligomers had an approximate 2:1 ratio. In contrast, R/A or Δ mutants of HspB6, when mixed with either HspB1 or HspB5, resulted in heterooligomers with a highly variable molar ratio and a decreased HspB6 incorporation. No heterooligomerization of HspB8 or its mutants with either HspB1 or HspB5 could be detected. Finally, R/A or Δ mutations had no effect on heterooligomerization of HspB1 and HspB5 as analyzed by ion exchange chromatography. We conclude that the conserved N-terminal motif plays an important role in heterooligomer formation, as especially pronounced in HspB6 lacking the C-terminal IXI motif.