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Writing and Erasing O-GlcNAc on Casein Kinase 2 Alpha Alters the Phosphoproteome
ACS Chemical Biology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-04-25 , DOI: 10.1021/acschembio.1c00987 Paul A Schwein 1 , Yun Ge 1 , Bo Yang 1 , Alexandria D'Souza 1 , Alison Mody 1 , Dacheng Shen 1 , Christina M Woo 1
ACS Chemical Biology ( IF 3.5 ) Pub Date : 2022-04-25 , DOI: 10.1021/acschembio.1c00987 Paul A Schwein 1 , Yun Ge 1 , Bo Yang 1 , Alexandria D'Souza 1 , Alison Mody 1 , Dacheng Shen 1 , Christina M Woo 1
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O-GlcNAc is an essential carbohydrate modification that intersects with phosphorylation signaling pathways via crosstalk on protein substrates or by direct modification of the kinases that write the phosphate modification. Casein kinase 2 alpha (CK2α), the catalytic subunit of the ubiquitously expressed and constitutively active kinase CK2, is modified by O-GlcNAc, but the effect of this modification on the phosphoproteome in cells is unknown. Here, we apply complementary targeted O-GlcNAc editors, nanobody-OGT and -splitOGA, to selectively write and erase O-GlcNAc from a tagged CK2α to measure the effects on the phosphoproteome in cells. These tools effectively and selectively edit the Ser347 glycosite on CK2α. Using quantitative phosphoproteomics, we report 51 phosphoproteins whose enrichment changes as a function of editing O-GlcNAc on CK2α, including HDAC1, HDAC2, ENSA, SMARCAD1, and PABPN1. Specific phosphosites on HDAC1 Ser393 and HDAC2 Ser394, both reported CK2 substrates, are significantly enhanced by O-GlcNAcylation of CK2α. These data will propel future studies on the crosstalk between O-GlcNAc and phosphorylation.
中文翻译：
在酪蛋白激酶 2 Alpha 上写入和擦除 O-GlcNAc 会改变磷酸化蛋白质组
O-GlcNAc 是一种重要的碳水化合物修饰，通过蛋白质底物上的串扰或通过直接修饰写入磷酸修饰的激酶与磷酸化信号传导途径相交叉。酪蛋白激酶 2 α (CK2α) 是普遍表达且具有组成型活性的激酶 CK2 的催化亚基，可被 O-GlcNAc 修饰，但这种修饰对细胞中磷酸蛋白质组的影响尚不清楚。在这里，我们应用互补的靶向 O-GlcNAc 编辑器、纳米抗体-OGT 和 -splitOGA，选择性地从标记的 CK2α 中写入和擦除 O-GlcNAc，以测量对细胞中磷酸化蛋白质组的影响。这些工具有效且选择性地编辑 CK2α 上的 Ser347 糖位点。使用定量磷酸蛋白质组学，我们报告了 51 种磷蛋白，其富集随着 CK2α 上 O-GlcNAc 编辑的函数而变化，包括 HDAC1、HDAC2、ENSA、SMARCAD1 和 PABPN1。HDAC1 Ser393 和 HDAC2 Ser394（两种报道的 CK2 底物）上的特异性磷酸位点通过 CK2α 的 O-GlcNAc 酰化显着增强。这些数据将推动未来对 O-GlcNAc 和磷酸化之间的串扰的研究。
更新日期：2022-04-25
中文翻译：
在酪蛋白激酶 2 Alpha 上写入和擦除 O-GlcNAc 会改变磷酸化蛋白质组
O-GlcNAc 是一种重要的碳水化合物修饰，通过蛋白质底物上的串扰或通过直接修饰写入磷酸修饰的激酶与磷酸化信号传导途径相交叉。酪蛋白激酶 2 α (CK2α) 是普遍表达且具有组成型活性的激酶 CK2 的催化亚基，可被 O-GlcNAc 修饰，但这种修饰对细胞中磷酸蛋白质组的影响尚不清楚。在这里，我们应用互补的靶向 O-GlcNAc 编辑器、纳米抗体-OGT 和 -splitOGA，选择性地从标记的 CK2α 中写入和擦除 O-GlcNAc，以测量对细胞中磷酸化蛋白质组的影响。这些工具有效且选择性地编辑 CK2α 上的 Ser347 糖位点。使用定量磷酸蛋白质组学，我们报告了 51 种磷蛋白，其富集随着 CK2α 上 O-GlcNAc 编辑的函数而变化，包括 HDAC1、HDAC2、ENSA、SMARCAD1 和 PABPN1。HDAC1 Ser393 和 HDAC2 Ser394（两种报道的 CK2 底物）上的特异性磷酸位点通过 CK2α 的 O-GlcNAc 酰化显着增强。这些数据将推动未来对 O-GlcNAc 和磷酸化之间的串扰的研究。
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