蛋白質N末端アセチル化の役割

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真核生物では50-90%の蛋白質がN末端をアセチル化されていると推定される。しかし、その生物学的意義については明らかでない。蛋白質のN末端は、いくつかのN^α-アセチルトランスフェラーゼ(NAT)によりアセチル化される。前年度、NATの一つNAT1を欠く変異株nat1を用いて、5つのサブユニット、α2、α3、α4、α7、β3がNAT1でアセチル化されていることを明らかにした。今年度は、NAT1以外に2種類のNAT、すなわちMAK3あるいはNAT3を欠失した変異株を用いて上記5種類以外の20Sプロテアソームサブユニットが酵母正常株でどのNATによりアセチル化されているかを調べた。その結果、正常株では、上記5種類のサブユニット以外にα1サブユニットがNAT1でN末端セリンのαアミノ基が、また、α5およびα6サブユニットはMAK3、ならびにβ4サブユニットはNAT3によってN末端メチオニンのαアミノ基がアセチル化されることがわかった。従って、酵母正常株では、20Sプロテアソームを構成する14種類のサブユニット中、翻訳後のプロセッシングを受ける5種類のサブユニットを除く9種類のサブユニットは、NAT1、MAK3あるいはNAT3によりN末端アミノ基がアセチル化されていることが明らかになった。NAT1およびNAT3は、N末端領域のアミノ酸の種類を認識してN末端アミノ酸をアセチル化することが知られている。両酵素の基質特異性は、プロテアソームサブユニットに関しても従来考えられていたものと同一であった。α5およびα6サブユニットのように、蛋白質がMet-Phe-LeuやMet-Phe-Ala-のようなN末端配列をもつとき、N末端メチオニンのαアミノ基がMAK3によりアセチル化されることが本研究で明らかになった。