Regulation of proteasome-mediated proteolysis by non-ubiquitin protein modification

通过非泛素蛋白修饰调节蛋白酶体介导的蛋白水解

基本信息

批准号：
22K06140
负责人：
伊野部智由
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ユビキチン-プロテアソームシステム（UPS）によるタンパク質分解の制御は、ユビキチン化システムだけにより行われると考えられてきたが、近年、標的タンパク質自身の物理化学的特性もプロテアソームによる分解に大きな影響を与えることがわかってきた。我々はユビキチン化修飾以外の翻訳後修飾もプロテアソームによるタンパク質分解を制御できるのではないかと考えた。まずはリン酸化をうけるモデル基質タンパク質を用いてこの仮説の検証を行った。in vitroの精製タンパク質系でこのモデルタンパク質のプロテアソームによる分解を調べたところ、リン酸化により分解が阻害されることを確認した。しかしながら、このモデルタンパク質にリン酸化疑似電荷置換を施したところ、逆に分解が促進された。このことからプロテアソームによるタンパク質分解はリン酸化によって制御されるが、その制御メカニズムは単純な電荷変化だけでは説明できないことが示唆された。また人工的なタンパク質修飾により分解を制御できるか検討した。モデル標的タンパク質に対して分解誘導性ペプチドを付加修飾させたところ、このモデルタンパク質はUPSにより分解されるようになった。このことから人工的なタンパク質分解制御において、標的タンパク質の修飾の制御は有効な手段であると考えられる。

人们认为，泛素化学降解的泛素 - 蛋白酶体系统（UPS）仅由泛素化系统进行，但是近年来，近年来，靶蛋白本身的物理化学特性也对蛋白酶体下降解也有重大影响。我们怀疑除泛素化修饰以外的翻译后修饰也可能调节蛋白酶体的蛋白水解。首先，使用磷酸化的模型底物蛋白检验了该假设。当研究蛋白酶体对该模型蛋白降解时，在体外纯化的蛋白质系统中，证实磷酸化抑制了降解。但是，当对该模型蛋白进行磷酸化对电荷取代时，降解会增强。这表明蛋白酶体的蛋白水解受磷酸化的控制，但是调节机制不能单独通过简单的电荷变化来解释。我们还研究了人工蛋白质修饰是否可以控制降解。降解诱导肽对模型靶蛋白的添加和修饰导致模型蛋白被UPS降解。因此，认为控制靶蛋白的修饰是人工蛋白水解控制的有效手段。