系全体のスクリーニングによるSCF^βTrCPユビキチンリガーゼ基質の同定

Sci. Signal., 16 December 2014
Vol. 7, Issue 356, p. rs8
DOI: 10.1126/scisignal.2005882

Teck Yew Low^1,2, Mao Peng^1,2,*, Roberto Magliozzi^3,*, Shabaz Mohammed^1,2,†, Daniele Guardavaccaro³, and Albert J. R. Heck^1,2,‡

¹ Biomolecular Mass Spectrometry and Proteomics, Bijvoet Center for Biomolecular Research and Utrecht Institute for Pharmaceutical Sciences, Utrecht University, Padualaan 8, 3584 CH Utrecht, Netherlands.
² Netherlands Proteomics Center, Padualaan 8, 3584 CH Utrecht, Netherlands.
³ Hubrecht Institute-KNAW (Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences) and University Medical Center Utrecht, Uppsalalaan 8, 3584 CT Utrecht, Netherlands.

‡ Corresponding author. E-mail: a.j.r.heck@uu.nl

* These authors contributed equally to this work.

† Present address: Departments of Chemistry and Biochemistry, University of Oxford, New Biochemistry Building, South Parks Road, Oxford OX1 3QU, UK.

要約 細胞タンパク質はユビキチンプロテアソーム系（UPS）により正確かつ適時に分解される。このような正確さはユビキチンリガーゼの高い基質特異性によって付与される。ユビキチンリガーゼの基質を同定することは、UPSがタンパク質分解を制御している分子機構の解明のみならず、確立されている多数のUPS基質が疾患に関与していることから、創薬のためにも重要である。われわれは、SCF^βTrCP（ユビキチンリガーゼのSCFファミリーメンバー）の基質を系全体で同定するため、バイオインフォマティックスとアフィニティー精製-質量分析（AP-MS）を統合したワークフローを開発した。これらのユビキチンリガーゼは通常、定常サブユニットであるRbx1、Cul1およびSkp1と69種あるF-ボックスタンパク質の1つから構成される、マルチサブユニット構造を特徴としている。ファミリーのこのメンバーのF-ボックスタンパク質はβTrCPである。SCF^βTrCPはβTrCPのWD40リピートを介して、この基質のDpSGXX(X)pS二リン酸化モチーフに結合する。われわれは、これまでに報告されている27種のSCF^βTrCP基質を回収し、そのうち22種を2つの独立した統計プロトコールにより検証し、それによりこのアプローチの信頼性を確認した。既知の基質に加え、DpSGXX(X)pSモチーフを含み、さらにβTrCPのWD40リピートに特異的に相互作用する、221種のタンパク質を同定した。このように、われわれは1例としてSCF^βTrCPを用い、構造情報、AP-MSおよびdegronモチーフの利用の統合が、ユビキチンリガーゼ基質の有効なスクリーニング法となることを明らかにした。

T. Y. Low, M. Peng, R. Magliozzi, S. Mohammed, D. Guardavaccaro, and A. J. R. Heck, A systems-wide screen identifies substrates of the SCF^βTrCP ubiquitin ligase. Sci. Signal. 7, rs8 (2014).