今天给大家介绍一篇发表在Cell上的文章：An E3 ligase network engages GCN1 to promote the degradation of translation factors on stalled ribosomes, 本文的通讯作者是UCSF的Jack Taunton，其课题组主要方向是细胞膜及细胞骨架和化学遗传学。本文发现了一种通过控制伸长因子-1α(eEF1A)的泛素化和降解以控制蛋白质合成的方法。
蛋白质合成对生物体的正常生理功能正常进行至关重要，包括起始、伸长和终止三个阶段。其中伸长这一过程对于新生多肽的最佳折叠、核糖体对于mRNA上转录后修饰的读取和新生蛋白的亚细胞定位等多方面都有影响，然而研究者对于细胞如何调节蛋白伸长这一过程知之甚少。在本文中，作者提出了一种伸长因子eEF1A通过泛素化来阻止蛋白释放的机制，鉴定出两种E3连接酶RNF14和RNF25为监测多肽伸长和翻译质量控制的关键靶标。
真核伸长因子eEF1A是一种通过与氨酰基-tRNA结合控制翻译多肽伸长的蛋白，作者首先基于此前发展的一种靶向它的小分子抑制剂ternatin-4来阻断eEF1A释放核糖体上的氨酰tRNA，进一步的机制研究发现ternatin-4可以促进eEF1A水平急剧降低，而后者是细胞中最丰富的蛋白之一，其水平变化也相当稳健。这种ternatin-4诱导的eEF1A水平降低可以被蛋白酶体抑制剂来挽救，暗示这一过程可能与泛素/蛋白酶体系统有关。进一步通过融合表达mCherry-eEF1A的CRISPRi筛选说明，两个E3连接酶基因RNF14和RNF25被敲低时，mCherry-eEF1A信号明显增强，这说明这两个E3泛素连接酶在eEF1A的降解过程中扮演了至关重要的作用。之后的突变体和回补实验也再一次印证了这一结论。在确定了RNF14和RNF25对于eEF1A降解中的重要作用后，作者最后试图以无偏的方式确定RNF14/25依赖性的泛素化位点，为此作者使用免疫富集泛素化衍生的diGlycine残基，并通过SILAC进行定量，发现过表达RNF14的细胞中显著被ternatin-4处理增加的肽段前七名都存在于eEF1A（4个位点）或核糖体蛋白RPLP0、RPS13和RPS17中，其中还包括一种保守的核糖体支架蛋白GCN1，邻近标记的实验也同样说明了这点，并且分别构建的RNF14和RNF25邻近标记系统分别说明了两种蛋白在这一体系中扮演的独特作用，最后mCherry-eEF1A模型说明了RNF14 和 RNF25 与核糖体碰撞传感器 GCN1协同作用，才能促进eEF1A 的泛素化降解。总之，本文提出了一个停滞核糖体上eEF1A泛素化的详尽模型，确认了RNF14和RNF25通过组装复合体来泛素化eEF1A并借此发挥它们的上游监视作用，此外该网络还通过监测核糖体A位点并促进其它的停滞翻译因子（除eEF1A外还有终止因子eRF1）来综合性的实现蛋白合成质量控制的过程。
本文作者：LYC
责任编辑：FTY
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867422015380?via%3Dihub
文章引用：DOI：10.1016/j.cell.2022.12.025
目前评论：