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細胞:プロテアソームに含まれるATPaseのサブユニットが分解シグナルであるポリユビキチン鎖を認識する

Nature 416, 6882 doi: 10.1038/416763a

26S プロテアソームは真核細胞における主要なタンパク質代謝の調節部位である。この複合体は、一つの20S活性複合体(それぞれ7つのサブユニットからなるリングが4つ重なった構造をしている)と、その活性複合体の軸方向の両端に位置する2つの19S調節複合体(それぞれ約18のサブユニットを含む)から構成される。この調節複合体は活性複合体内にある空間に基質タンパク質を導入するのに関与する。多くの場合、26Sプロテアソームによる基質タンパク質の認識は、基質タンパク質に結合した特定の型のポリユビキチン鎖を介して行われる。このポリユビキチン鎖が26Sプロテアソームにより認識されると、基質タンパク質の高次構造はほどけ、活性複合体内腔に移動する。この過程には、26S プロテアソームの底部で20S活性複合体の軸孔に隣接し、in vitroでシャペロン活性が示されている、19Sのリング構造体に局在する6種の異なるAAAATPaseのうちの一つ、あるいは複数のATPaseが関与すると考えられている。これまで、ポリユビキチン鎖の認識がプロテアソームの機能に重要であることはわかっていたが、19S複合体におけるポリユビキチン鎖結合部位は同定されていなかった。本研究で、我々は、架橋剤を用いた研究により、活性のあるポリユビキチン鎖が、ATPaseのサブユニットの一つであるS6'(Rpt5と呼ばれるサブユニットと同一)と非常に近接した位置を占めていることを示した。また、ポリユビキチン鎖と26Sプロテアソームの相互作用もATP加水分解により調節されることがわかった。以上の結果は、プロテアソームの形成、基質タンパク質の高次構造の崩れと同様に、タンパク質分解シグナルの認識過程もATP依存性であることを示すものである。

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