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对含有降解决定子的报告蛋白 GFP-CL1 的分析揭示了 SUMO1 在胞浆蛋白质量控制中的作用
Journal of Biological Chemistry ( IF 4.0 ) Pub Date : 2022-12-29 , DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102851
Wei Wang 1 , Jian Lu 1 , Wei-Chih Yang 1 , Eric D Spear 2 , Susan Michaelis 2 , Michael J Matunis 1
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错误折叠的蛋白质通过蛋白质质量控制 (PQC) 途径被识别和降解,这对于维持蛋白质稳态和正常细胞功能至关重要。 PQC 缺陷可能导致疾病,包括癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。小泛素相关修饰物 (SUMO) 先前被认为与核错误折叠蛋白的降解有关,但它们在细胞质 PQC 中的功能尚不清楚。在这里,在对芽殖酵母酿酒酵母中 SUMO 蛋白突变的系统筛选中,我们鉴定了一个突变等位基因 ( Smt3-K38A/K40A) ,它使细胞对氨基酸类似物诱导的蛋白毒性应激敏感。 Smt3-K38A/K40A突变株还表现出可溶性 PQC 模型底物的周转缺陷,该底物含有位于细胞质而非细胞核的 CL1 降解决定子 (NES-GFP-Ura3-CL1)。使用人类 U2OS SUMO1-和 SUMO2-KO 细胞系,我们观察到类似的 SUMO 依赖性途径,用于降解含有哺乳动物降解决定子的 PQC 报告蛋白 GFP-CL1,也仅在细胞质中而非细胞核中。此外,我们发现细胞质中 GFP-CL1 的周转唯一依赖于 SUMO1,而不是 SUMO2 旁系同源物。此外,我们还发现细胞质中 GFP-CL1 的周转依赖于 AAA-ATP 酶 Cdc48/p97。 SUMO1-GFP-CL1 融合蛋白的细胞分级分离研究和分析表明,SUMO1 通过维持底物溶解度来促进细胞质错误折叠蛋白降解。总的来说,我们的研究结果揭示了 SUMO1 在调节细胞质 PQC 中的保守且先前未被认识的作用,并为 SUMO 化在 PQC 相关疾病中的作用提供了有价值的见解。

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