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アルカディア/RNF111は、SUMO1で覆われたSUMO2/3鎖を持つ基質を好むSUMO標的ユビキチンリガーゼである
Arkadia/RNF111 is a SUMO-targeted ubiquitin ligase with preference for substrates marked with SUMO1-capped SUMO2/3 chain.
PMID: 31417085 PMCID: PMC6695498. DOI: 10.1038/s41467-019-11549-3.
抄録
SUMOによる修飾は、多くの真核生物のタンパク質を制御する。タンパク質のスモイル化形態のダウンレギュレーションは、それらの脱スモイル化、したがって未修飾形態のリサイクル、またはそれらのSUMO修飾を認識するユビキチンリガーゼ（STUbLまたはULSと呼ばれる）によるタンパク質分解的ターゲティングのいずれかを伴います。出芽酵母ではUls1、Slx5-Slx8、ヒトではRNF4、Arkadia/RNF111などのSTUbL酵素が複数のSUMO相互作用モチーフを持ち、ポリSUMO鎖を持つ基質を認識しています。酵母を実験系とし、等温滴定熱量測定法を用いて、アルカディアがSUMO1で覆われたSUMO2/3ハイブリッドコンジュゲートを持つ基質を特異的に選択し、プロテアソーム分解のために標的とすることを明らかにした。我々のデータは、アルカディアのSUMO1特異的な結合部位が、DPP9のSUMO1結合部位と配列的に類似していることを示唆している。このようにして、アルカディアは、異なるハイブリッドSUMO鎖を持つ基質タンパク質を好むSTUbLであることを明らかにした。
Modification with SUMO regulates many eukaryotic proteins. Down-regulation of sumoylated forms of proteins involves either their desumoylation, and hence recycling of the unmodified form, or their proteolytic targeting by ubiquitin ligases that recognize their SUMO modification (termed STUbL or ULS). STUbL enzymes such as Uls1 and Slx5-Slx8 in budding yeast or RNF4 and Arkadia/RNF111 in humans bear multiple SUMO interaction motifs to recognize substrates carrying poly-SUMO chains. Using yeast as experimental system and isothermal titration calorimetry, we here show that Arkadia specifically selects substrates carrying SUMO1-capped SUMO2/3 hybrid conjugates and targets them for proteasomal degradation. Our data suggest that a SUMO1-specific binding site in Arkadia with sequence similarity to a SUMO1-binding site in DPP9 is required for targeting endogenous hybrid SUMO conjugates and PML nuclear bodies in human cells. We thus characterize Arkadia as a STUbL with a preference for substrate proteins marked with distinct hybrid SUMO chains.