IQGAP1による足場タンパク質CBP間の相互作用は、遺伝子発現と細胞骨格活性の間のインターフェースを提供する

Interaction between the scaffold proteins CBP by IQGAP1 provides an interface between gene expression and cytoskeletal activity.

• Simone Kosol
• Sara Contreras-Martos
• Alessandro Piai
• Mihaly Varadi
• Tamas Lazar
• Angela Bekesi
• Pierre Lebrun
• Isabella C Felli
• Roberta Pierattelli
• Peter Tompa

抄録

細胞内のシグナル伝達経路間のクロストークは、多くの場合、シグナル伝達複合体を構築するためのプラットフォームとして機能する足場タンパク質を介して媒介されている。本研究では、酵母の２ハイブリッ ド解析に基づき、CREB-binding protein（CBP）とRas GTPase-activating-like protein 1（IQGAP1）という２つの複合型足場蛋白質の相互作用について報告する。この2つのタンパク質間の相互作用を解析したところ、IQGAP1の中心領域がHATドメインとCBPのC末端内在性障害領域（ID5）と相互作用していることが明らかになった。ID5の構造解析を溶液NMR分光法と小角散乱法で行ったところ、ヘリカルな傾向を持つ2つの領域の存在が明らかになった。ナノモル親和性の相互作用に関与するID5領域は、溶液NMR滴定とプルダウンアッセイにより同定された。さらに、IQGAP1がCBPのヒストンアセチルトランスフェラーゼ（HAT）活性の阻害剤として作用することを見出した。インビトロアッセイでは、IQGAP1のCBP結合領域は、CBP、KAT5およびPCAFを含む異なるファミリーのHATタンパク質の機能を正または負に制御していた。多くのシグナル伝達経路がCBPとIQGAP1に収束しているため、それらの相互作用は転写制御と細胞骨格の調整の間のインターフェースを提供している。これらの足場タンパク質間の相互作用の破壊や変化は、がんの発生や転移プロセスにつながる可能性があり、この相互作用の重要性が強調されています。

Crosstalk between cellular pathways is often mediated through scaffold proteins that function as platforms for the assembly of signaling complexes. Based on yeast two-hybrid analysis, we report here the interaction between two complex scaffold proteins, CREB-binding protein (CBP) and the Ras GTPase-activating-like protein 1 (IQGAP1). Dissection of the interaction between the two proteins reveals that the central, thus far uncharacterized, region of IQGAP1 interacts with the HAT domain and the C-terminal intrinsically disordered region of CBP (termed ID5). Structural analysis of ID5 by solution NMR spectroscopy and SAXS reveals the presence of two regions with pronounced helical propensity. The ID5 region(s) involved in the interaction of nanomolar affinity were delineated by solution NMR titrations and pull-down assays. Moreover, we found that IQGAP1 acts as an inhibitor of the histone acetyltransferase (HAT) activity of CBP. In in vitro assays, the CBP-binding region of IQGAP1 positively and negatively regulates the function of HAT proteins of different families including CBP, KAT5 and PCAF. As many signaling pathways converge on CBP and IQGAP1, their interaction provides an interface between transcription regulation and the coordination of cytoskeleton. Disruption or alteration of the interaction between these scaffold proteins may lead to cancer development or metastatic processes, highlighting the importance of this interaction.