Wobble tRNA modification and hydrophilic amino acid patterns dictate protein fate.
Wobble tRNA modification and hydrophilic amino acid patterns dictate protein fate.
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摆动 tRNA 修饰和亲水性氨基酸模式决定蛋白质命运
DOI：
10.1038/s41467-021-22254-5
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发表时间：
2021-04-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Close P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rapino F;Zhou Z;Roncero Sanchez AM;Joiret M;Seca C;El Hachem N;Valenti G;Latini S;Shostak K;Geris L;Li P;Huang G;Mazzucchelli G;Baiwir D;Desmet CJ;Chariot A;Georges M;Close P
mRNA翻译延长的调节影响新生蛋白质的合成和完整性，并在疾病建立中起关键作用。在这里，我们调查的功能连接调节密码子依赖的翻译延伸蛋白质表达和稳态。使用敲低模型的酶催化的mcm 5s 2摆动尿苷tRNA修饰（U34酶），我们表明，基因密码子的内容是必要的，但不足以预测蛋白质的命运。虽然U34酶扰动后的翻译缺陷严格依赖于密码子含量，但对蛋白质输出的影响由其他特征决定。特定的亲水基序在密码子依赖性翻译延伸缺陷时引起蛋白质聚集和降解。因此，密码子含量和亲水基序的存在的组合定义了蛋白质组，其维持依赖于U34-tRNA修饰。总之，这些结果揭示了将摆动tRNA修饰与mRNA翻译和聚集联系起来以维持蛋白质组稳态的机制。摆动尿苷（U34）tRNA修饰对于AA末端密码子的解码是重要的。在这里，作者表明，虽然mRNA的U34密码子含量预测核糖体翻译延伸的变化，但蛋白质表达的结果也依赖于特定的亲水基序依赖性蛋白质聚集和清除。
Regulation of mRNA translation elongation impacts nascent protein synthesis and integrity and plays a critical role in disease establishment. Here, we investigate features linking regulation of codon-dependent translation elongation to protein expression and homeostasis. Using knockdown models of enzymes that catalyze the mcm5s2 wobble uridine tRNA modification (U34-enzymes), we show that gene codon content is necessary but not sufficient to predict protein fate. While translation defects upon perturbation of U34-enzymes are strictly dependent on codon content, the consequences on protein output are determined by other features. Specific hydrophilic motifs cause protein aggregation and degradation upon codon-dependent translation elongation defects. Accordingly, the combination of codon content and the presence of hydrophilic motifs define the proteome whose maintenance relies on U34-tRNA modification. Together, these results uncover the mechanism linking wobble tRNA modification to mRNA translation and aggregation to maintain proteome homeostasis. Wobble uridine (U34) tRNA modifications are important for the decoding of AA-ending codons. Here the authors show that while the U34-codon content of mRNAs are predictive of changes in ribosome translation elongation, the resulting outcome in protein expression also relies on specific hydrophilic motifs-dependent protein aggregation and clearance.
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