The PDZ proteins such as hDLG, hScrib and MAGIs function as the membrane-associated protein scaffolds and have been shown to interact with the high-risk HPV E6s. In the present study, we identified a Golgi-associated PDZ protein, CFTR-associated ligand (CAL) as a cellular target of HPV16 E6 by the proteomic approach. HPV16 E6 specifically interacted with the PDZ domain of CAL through the carboxy-terminal PDZ-binding motif, and the interaction caused proteasome-mediated degradation of CAL. HPV16 E6 interacts with CAL more strongly and degrades it better than HPV18 E6 owing to the more compatible PDZ-binding motif. CAL was highly ubiquitinated by the E6/E6AP complex or by E6AP alone albeit less efficiently. By siRNA-induced depletion of HPV16 E6 in Caski cells, CAL was down-regulated at the transcription level, but was stabilized at the protein level, suggesting that HPV16 E6 mediates the proteasomal degradation of CAL in HPV-positive cervical cancer cells. E6AP alone can bind, destabilize and ubiquitinate CAL independent of E6. In HPV-negative cells, the suppression of E6AP expression increased the protein level of CAL. Taken together, CAL is likely a natural target protein of E6AP and undergoes the E6/E6AP-induced degradation in an HPV-infected state. The E6/E6AP complex may tightly regulate the vesicular trafficking processes by interacting with CAL, and such a modification can contribute to the development of cervical cancer. In addition, the E6AP-mediated regulation of CAL is supposed to be important for understanding the etiology of Angelman syndrome.
인유두종 바이러스 (HPV), 특히 고위험군으로 분류되는 바이러스는 사람의 자궁경부에 감염하여 악성 종양을 일으키는 병원체이다. 이 바이러스가 발현하는 단백질 중 E6와 E7은 세포의 여러가지 대사 작용에 필요한 단백질과 상호 작용하여 발암 과정 (Oncogenesis)에 참여한다. 그 중 E6는, E6 결합 단백질 (E6AP) 이라는 유비퀴틴 연결효소와 협동적으로 암억제 단백질인 p53의 프로테아좀에 의한 분해를 유도하는 단백질로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 프로테오믹스 기법을 사용하여, 타입 16 HPV의 E6 단백질 (HPV16 E6)과 결합하는 세포내 단백질로서 CFTR-결합 단백질 (CFTR-associated ligand, CAL)을 발견하였다. CAL은 E6와 293T 세포 안에서 결합하며, 그것은 CAL의 PDZ (PSD95/Dlg/ZO-1) 도메인과 E6의 PDZ 결합 모티프 간의 상호작용에 의해 이루어짐을 확인하였다. HPV16 E6는 CAL의 유비퀴틴화와 프로테아좀에 의한 분해를 활성화시키며, 이것은 E6AP의 유비퀴틴 연결효소 작용을 매개로 하여 이루어졌다. 또한 E6 없이 E6AP 단독으로도 CAL과 상호작용하여 유비퀴틴화에 이은 분해를 유도하였다. HPV16 E6는 CAL과의 결합강도와 분해유도 측면에서 HPV18 E6에 비해 월등하였는데, 이것은 HPV16 E6의 PDZ 결합 모티프가 CAL의 PDZ 도메인에 결합하는데 있어 상대적으로 더욱 적합한 구조를 가지고 있기 때문으로 생각된다. HPV16 DNA를 포함하고 있는 세포주인 Caski 세포에 E6에 대한 siRNA (siE6)를 투입하여 E6 발현을 저해한 결과, E6/E6AP 복합체의 타겟인 p53과 hScrib 단백질의 양은 증가한 반면 CAL은 오히려 감소하였는데, 이것은 CAL의 전사체가 Caski 세포에서 특이적으로 siE6에 의해 저해되기 때문이었다. 그러나 siE6에 의해 CAL의 분해 자체는 억제되었으므로 E6는 자궁경부암세포에서도 CAL의 분해를 촉진시킨다고 할 수 있다. E6는 CAL의 분해를 유도하여 CAL 본연의 막단백질 수송 기능을 마비시킴으로써, 자궁경부세포의 발암과정을 촉진시킬 것으로 생각된다.