コケイン症候群B群タンパク質の翼状ヘリックスドメインによるユビキチン認識の構造基盤

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Nucleic Acids Res..2019 04;47(7):3784-3794. 5314023. doi: 10.1093/nar/gkz081.

コケイン症候群B群タンパク質の翼状ヘリックスドメインによるユビキチン認識の構造基盤

Structural basis of ubiquitin recognition by the winged-helix domain of Cockayne syndrome group B protein.

Tomio S Takahashi
Yusuke Sato
Atsushi Yamagata
Sakurako Goto-Ito
Masafumi Saijo
Shuya Fukai

PMID: 30753618 PMCID: PMC6468306. DOI: 10.1093/nar/gkz081.

抄録

コケイン症候群B群（CSB、ERCC6としても知られる）タンパク質は、多くのDNA修復プロセスに関与しており、転写共役修復（TCR）に不可欠である。CSBの中央領域にはヘリカーゼモチーフがあり、C末端領域には紫外線や酸化ストレスによる損傷や二本鎖切断（DSB）の修復に重要な調節要素が含まれています。これまでの研究では、この領域のごく一部（約３０残基）がユビキチン（Ub）との結合に関与していることが示唆されていました。ここでは、CSBのユビキチン結合には、以前に winged-helix domain (WHD)として同定されたCSBのより大きな部分が必要であり、CSBのDSBへのリクルートに関与していることを示す。また、Ubとの複合体であるCSB WHDの結晶構造を発表した。CSB WHDは単一の球状ドメインとして折りたたまれ、これまでに同定された23のUBDクラスとは異なるクラスのUBDを定義している。CSB WHDの第2のαヘリックスとC末端端はUbと相互作用している。構造誘導型突然変異解析を行い、Ubとの結合に重要な残基を同定した。その結果、Ubとの結合を欠損したCSB変異体では、紫外線による損傷の修復が抑制された。この研究は、DSBの修復とTCRがCSBのUb結合に関連しているという考えを支持するものである。

Cockayne syndrome group B (CSB, also known as ERCC6) protein is involved in many DNA repair processes and essential for transcription-coupled repair (TCR). The central region of CSB has the helicase motif, whereas the C-terminal region contains important regulatory elements for repair of UV- and oxidative stress-induced damages and double-strand breaks (DSBs). A previous study suggested that a small part (∼30 residues) within this region was responsible for binding to ubiquitin (Ub). Here, we show that the Ub-binding of CSB requires a larger part of CSB, which was previously identified as a winged-helix domain (WHD) and is involved in the recruitment of CSB to DSBs. We also present the crystal structure of CSB WHD in complex with Ub. CSB WHD folds as a single globular domain, defining a class of Ub-binding domains (UBDs) different from 23 UBD classes identified so far. The second α-helix and C-terminal extremity of CSB WHD interact with Ub. Together with structure-guided mutational analysis, we identified the residues critical for the binding to Ub. CSB mutants defective in the Ub binding reduced repair of UV-induced damage. This study supports the notion that DSB repair and TCR may be associated with the Ub-binding of CSB.