NUB-1 - a new interaction partner of the ubiquitin-like protein FAT10 with a novel function in proteolytic targeting

Description

FAT10 ist ein kleines Protein, welches aus zwei ubiquitin-ähnlichen Domänen besteht und welches im MHC Komplex kodiert ist. FAT10 wird konstitutiv in reifen B Zellen und in dendritischen Zellen exprimiert, es ist jedoch in fast allen Zelltypen durch Interferon (IFN)-γ und Tumor Nekrose Faktor (TNF)-α induzierbar. Die induzierte Expression von FAT10 führt zu der Bildung von kovalenten Konjugaten zwischen dem C-terminalen Diglycin Motif von FAT10 und bisher unbekannten Zielproteinen. FAT10 und seine Konjugate werden schnell durch das Proteasom abgebaut und eine Fusion zwischen FAT10 und einem langlebigen Protein führt zu dessen schnellen Abbau. FAT10 scheint daher der erste Ubiguitin-ähnliche Modifikator zu sein, der als Abbausignal funktioniert. Wir haben einen neuen Bindungspartner von FAT10 entdeckt, das IFN-induzierbare Protein Nedd8 Ultimate Buster (NUB)-1. NUB-1 hat eine ubiquitin-ähnliche Domäne und bindet an das 26S Proteasom, es hat aber auch drei UBA Domänen, die für die FAT10 Bindung verantwortlich sein könnten. Kürzlich konnten wir zeigen, dass die Koexpression von NUB1 und FAT10 zu einem beschleunigten Abbau von FAT10 führt. In diesem Projekt wollen wir die Domänen identifizieren, die für die Bindung zwischen FAT10 und NUB-1 verantwortlich sind. Wir werden versuchen, ob NUB-1 als Adaptor zwischen FAT10 und dem Proteasom fungiert, und ob für den Abbau von FAT10eine Ubiquitylierung erforderlich ist. Proteine, die mit unserem FAT10 Antikörper reagieren und in dendritischen Zellen nach der Reifung auftreten, sollen isoliert und charakterisiert werden. Die Identifikation der mit FAT10 konjugierten Proteine und des FAT10 vermittelten Abbaumechanismus ist von großer Bedeutung, da kürzlich gezeigt wurde, das FAT10 in über 90% aller hepatozellulären Karzinome und in einigen gynekologischen und gastrointestinalen Tumoren stark überexprimiert ist.


FAT10 is a protein which consists ubiquitin-like domains and which is encoded in the major histocompatibility complex (MHC). It is constitutively expressed in mature B cells and dendritic cells but it is inducible in most cells types after stimulation with interferon (IFN)-γ and tumor necrosis factor (TNF)-α. The induced expression of FAT10 leads to the appearance of covalent conjugates between the C-terminal diglycin motif of FAT10 and so far unidentified target proteins. FAT10 and its conjugates are rapidly degraded by the proteasome and fusion of FAT10 to the long lived GFP protein markedly reduces its half life. It hence appears that FAT10 is the first ubiquitin-like modifier which functions in proteasonmal targeting. We identified a new interaction partner of FAT10, the IFN-γ inducible protein Nedd8 ultimate buster (NUB)-1. NUB-1 has a ubiquitin-like domain itself and was reported to bind to the 26S proteasome, but it also has three UBS domains which may be involved in FAT10 binding. Interestingly, we found that coexpression of NUB1 and FAT10 leads to accelerated degradation of FAT10. In this project we want to identify the domains which are responsible for mutual binding in FAT10 and NUB-1. We want to determine if NUB-1 links FAT10 to the proteasome and if so which subunits are involved. The involvement of ubiqutin in FAT10 degradation shall be examined and the three-dimensional structure of FAT10 as well as NUB-1 will be determined. Putative FAT10 conjugates which we found to emerge in dendritic cells upon activation will be isolated and identified. The identification of FAT10 conjugated proteins and the mechanism of FAT10-mediated proteolysis will be very important given that FAT10 was reported this year to be heavily overexpressed in over 90% of hepatocelluar carcinomas as well as some gynaecological and gastrointestinal tumors.

Institutions
  • FB Biologie
Funding sources
NameProject no.DescriptionPeriod
Deutsche Forschungsgemeinschaft566/04no information
Further information
Period: 01.05.2004 – 30.06.2007