ユビキチン化依存的タンパク分解経路におけるアラビドプス14－3－3タンパクの役割

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多くのタンパク質はSCF(SKIP1/Cullin/F-box)複合体およびユビキチンを必要とする26Sプロテアソーム依存的タンパク質分解メカニズムを介して分解する。Arabidopsisでは550以上のF-boxタンパク質が確認されており、E3リガーゼとしての役割を果たすものがいくつかある。この研究では、14-3-3タンパク質の制御におけるF-boxタンパク質の役割を解明するため、14-3-3タンパク質(kappa、chi、psi)と相互作用するタンパク質候補、Arabidopsis F-boxタンパク質のAtSKIP18およびAtSKIP31を選抜した。AtSKIP18とAtSKIP31の様々な部分欠損変異体を用いてE3リガーゼ活性を確認した。AtSKIP18では4つのセリンが存在する領域(57-120a.a)およびC末端領域(221-317a.a)でE3リガーゼ活性が無くなった。AtSKIP31ではN-末端領域(1-72a.a)でのE3リガーゼ活性が検出されなかった。これはAtSKIP18とAtSKIP31のE3活性制御が異なることを示す。更にyeast two hybridとインビトロプルダウンによってAtSKIPと14-3-3タンパク質間の相互作用を確認した。そしてAtSKIPタンパク質のC-末端領域が14-3-3との相互作用にとって重要であることを示唆する結果を得た。AtSKIP18とAtSKIP31の発現パターンを調べるため、異なる発達段階および非生物学的ストレス処理がされたArabidopsisの組織を分析した。AtSKIP18とAtSKIP31の転写量は花で高く、根では最も低いことが分かった。また、乾燥ストレスでの変化は見られなかったが、カリウム欠乏条件下および塩ストレス条件下では転写量の増加が見られた。これはAtSKIP18とAtSKIP31が非生物学的ストレスに関連するタンパク質を組織特異的にユビキチン化することを示唆する。これら研究結果に基づいて、我々は、AtSKIP18とAtSKIP31がタンパク分解メカニズムを介して14-3-3タンパク質の制御に重要な働きをしている可能性を見出した。