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Domain Organization of the UBX Domain Containing Protein 9 and Analysis of Its Interactions With the Homohexameric AAA + ATPase p97 (Valosin-Containing Protein)

Riehl, Jana und Rijal, Ramesh und Nitz, Leonie und Clemen, Christoph S. und Hofmann, Andreas und Eichinger, Ludwig (2021) Domain Organization of the UBX Domain Containing Protein 9 and Analysis of Its Interactions With the Homohexameric AAA + ATPase p97 (Valosin-Containing Protein). Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, Seite 748860. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fcell.2021.748860. ISSN 2296-634X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3389/fcell.2021.748860

Kurzfassung

The abundant homohexameric AAA + ATPase p97 (also known as valosin-containing protein, VCP) is highly conserved from Dictyostelium discoideum to human and a pivotal factor of cellular protein homeostasis as it catalyzes the unfolding of proteins. Owing to its fundamental function in protein quality control pathways, it is regulated by more than 30 cofactors, including the UBXD protein family, whose members all carry an Ubiquitin Regulatory X (UBX) domain that enables binding to p97. One member of this latter protein family is the largely uncharacterized UBX domain containing protein 9 (UBXD9). Here, we analyzed protein-protein interactions of D. discoideum UBXD9 with p97 using a series of N- and C-terminal truncation constructs and probed the UBXD9 interactome in D. discoideum. Pull-down assays revealed that the UBX domain (amino acids 384-466) is necessary and sufficient for p97 interactions and that the N-terminal extension of the UBX domain, which folds into a β0-α- 1-α0 lariat structure, is required for the dissociation of p97 hexamers. Functionally, this finding is reflected by strongly reduced ATPase activity of p97 upon addition of full length UBXD9 or UBXD9261-573. Results from Blue Native PAGE as well as structural model prediction suggest that hexamers of UBXD9 or UBXD9261-573 interact with p97 hexamers and disrupt the p97 subunit interactions via insertion of a helical lariat structure, presumably by destabilizing the p97 D1:D1' intermolecular interface. We thus propose that UBXD9 regulates p97 activity in vivo by shifting the quaternary structure equilibrium from hexamers to monomers. Using three independent approaches, we further identified novel interaction partners of UBXD9, including glutamine synthetase type III as well as several actin-binding proteins. These findings suggest a role of UBXD9 in the organization of the actin cytoskeleton, and are in line with the hypothesized oligomerization-dependent mechanism of p97 regulation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144850/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Domain Organization of the UBX Domain Containing Protein 9 and Analysis of Its Interactions With the Homohexameric AAA + ATPase p97 (Valosin-Containing Protein)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Riehl, JanaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rijal, RameshNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nitz, LeonieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clemen, Christoph S.Christoph.Clemen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1291-4219NICHT SPEZIFIZIERT
Hofmann, AndreasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eichinger, LudwigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 September 2021
Erschienen in:Frontiers in Cell and Developmental Biology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.3389/fcell.2021.748860
Seitenbereich:Seite 748860
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:2296-634X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis); ASPL; Dictyostelium discoideum; IBMPFD (Inclusion Body Myopathy associated with Paget disease of bone and Fronto temporal Dementia); PUX1); TUG; UBX domain containing protein 9 (UBXD9; hexamer disassembly; p97/VCP/CDC48/TER/VAT ATPase
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Muskelmechanik und Metabolismus
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Schönenberg, Sandra
Hinterlegt am:28 Okt 2021 16:45
Letzte Änderung:28 Okt 2021 16:45

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