A selective transmembrane recognition mechanism by a membrane-anchored ubiquitin ligase adaptor.
A selective transmembrane recognition mechanism by a membrane-anchored ubiquitin ligase adaptor.
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DOI：
10.1083/jcb.202001116
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发表时间：
2021-01-04
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Li M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arines FM;Hamlin AJ;Yang X;Liu YJ;Li M
许多膜蛋白在特定的胁迫下被选择性地泛素化和降解。泛素连接酶如何在正常条件下忽略膜靶点，但在压力下识别它们？Arines等鉴定了赖氨酸转运蛋白Ypq 1和Ssh 4-Rsp 5复合物之间的底物调节跨膜识别机制。虽然众所周知，E3泛素连接酶可以选择性泛素化膜蛋白响应特定的环境线索，选择性的基本机制知之甚少。特别是，跨膜区的作用，如果有的话，在目标识别仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们描述了如何Ssh 4，酵母E3连接酶接头，承认PQ环赖氨酸转运Ypq 1只有赖氨酸饥饿后。我们显示了Ypq 1的两个跨膜螺旋（TM 5和TM 7）和Ssh 4的单个跨膜螺旋之间相互作用的证据。这种相互作用是由保守的PQ基序。引人注目的是，最近的PQ-环家族的结构研究表明，TM 5和TM 7在底物转运过程中经历了主要的构象变化，这意味着与转运相关的构象变化可能决定了选择性。因此，这些研究结果提供了重要的信息，通过该跨膜结构域可以特异性地识别在不断变化的环境条件下的调节机制。
Many membrane proteins are selectively ubiquitinated and degraded under specific stresses. How do ubiquitin ligases ignore membrane targets under normal conditions but then recognize them under stresses? Arines et al. identify a substrate-regulated transmembrane recognition mechanism between a lysine transporter, Ypq1, and the Ssh4–Rsp5 complex. While it is well-known that E3 ubiquitin ligases can selectively ubiquitinate membrane proteins in response to specific environmental cues, the underlying mechanisms for the selectivity are poorly understood. In particular, the role of transmembrane regions, if any, in target recognition remains an open question. Here, we describe how Ssh4, a yeast E3 ligase adaptor, recognizes the PQ-loop lysine transporter Ypq1 only after lysine starvation. We show evidence of an interaction between two transmembrane helices of Ypq1 (TM5 and TM7) and the single transmembrane helix of Ssh4. This interaction is regulated by the conserved PQ motif. Strikingly, recent structural studies of the PQ-loop family have suggested that TM5 and TM7 undergo major conformational changes during substrate transport, implying that transport-associated conformational changes may determine the selectivity. These findings thus provide critical information concerning the regulatory mechanism through which transmembrane domains can be specifically recognized in response to changing environmental conditions.
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