化学生物学：活性に基づいたE3リガーゼのプロファイリングによって、エステル化活性を持つE3リガーゼが見つかった
Nature 556, 7701 doi: 10.1038/s41586-018-0026-1
ユビキチン化は、ユビキチン活性化酵素（E1）からユビキチン結合酵素（E2）へとユビキチン（Ub）が移され、共有結合性中間体（E2–Ub）を生じることに始まる。RING（really interesting new gene）型のユビキチンリガーゼ（E3）は、RINGドメインを介してE2–Ubを誘導し、ユビキチンを基質へと直接転移させる。これに対し、HECT（homologous to E6-AP carboxy terminus）型のE3リガーゼは、E2–Ubとの触媒性システインに依存したチオール基転移反応を経て、共有結合性のE3–Ub中間体を形成する。さらに、RBR（RING-between-RING）型のE3リガーゼはカノニカルなRINGドメインを持ち、これは補助的なドメインと連結している。この補助的ドメインは触媒性システインを含み、RING型とHECT型を併せ持つような作用機構で機能できる。ユビキチン化は、通常はリシン残基の翻訳後修飾であると考えられているが、それはリシン以外の修飾活性を持つヒトE3リガーゼが知られていないためである。今回我々は、活性に基づいたHECT型やRBR型様E3リガーゼのタンパク質プロファイリングを行い、ニューロン関連E3リガーゼであるMYCBP2（別名PHR1）が、エステル化活性を持ち、セリンよりもトレオニンに対する固有の選択性を示すRING連結E3リガーゼの1つのクラスのおそらく唯一のメンバーであることを見いだした。MYCBP2には必須の触媒性システイン残基が2つあり、これがチオエステル中間体を経て、ユビキチンを基質へと転移させる。我々は、このクラスのE3リガーゼをRCR（RING-Cys-relay）型E3リガーゼと名付け、結晶構造解析により、その作用機構とトレオニン選択性についての手掛かりを得た。これらの知見は、高等真核生物の細胞の調節にリシン以外のユビキチン化が関わっていることを示しており、E3酵素の作用機構には、これまで認識されていた以上の多様性があることを示唆している。
