BTB 단백질 Keap1이 Cullin 3-Roc1 리가제를 통한 항산화 전사 인자 Nrf2의 유비퀴틴화 타겟이 된다.

많은 진핵 세포 단백질의 농도와 기능은 유비퀴틴 경로에 의해 조절되며, 이는 유비퀴틴 활성화(E1), 결합(E2), 그리고 연결(E3)으로 구성됩니다. 쿨린은 진화적으로 보존된 단백질군으로, E3 리가제 복합체의 가장 큰 군을 형성합니다. 쿨린은 보존된 C 말단 도메인을 통해 RING 손가락 단백질 Roc1와 결합하여 E2의 촉매 기능을 모집합니다. 구별된 N 말단 도메인을 통해 개별 쿨린은 여러 단백질에 존재하는 단백질 모티프에 결합하여 특정 기질을 모집합니다. 쿨린 3(Cul3)은 다른 쿨린과 달리 BTB 도메인과 직접 결합하여 BTB-CUL3-ROC1 E3 유비퀴틴 리가제를 형성할 수 있습니다. 여기에서 우리는 항산화 전사 인자 Nrf2의 음성 조절인 인간 BTB-Kelch 단백질 Keap1이 각각의 BTB 및 Kelch 도메인을 통해 CUL3 및 Nrf2에 결합한다는 것을 보고합니다. KEAP1-CUL3-ROC1 복합체는 시험관 내에서 NRF2 유비퀴틴화를 촉진하며, Keap1 또는 CUL3를 짧은 간섭 RNA로 제거하면 생체 내에서 NRF2 단백질 축적이 발생했습니다. 우리는 Keap1이 CUL3-ROC1 리가제를 통해 Nrf2의 유비퀴틴화를 목표로 하여 Nrf2 기능을 음성 조절한다고 제안합니다. KEAP1과 NRF2를 모두 발현하는 세포에서 프로테아좀 활성을 억제하거나 Cul3를 제거하면 NRF2가 세포질에 축적됩니다. 이러한 결과는 KEAP1에 의해 NRF2의 세포질 격리를 이전에 관찰된 것과 조화시킬 수 있으며 KEAP1-NRF2 결합과 NRF2 분해 사이의 가능한 조절 단계를 제안합니다.