Over the years, gene expression is an intricate process tightly linked from the gene activation to the nuclear export of mRNA. Previous reports have indicated that the proteasome is essential for gene expression regulation. The 19S regulatory particle (19S RP) of the proteasome binds to the Spt-Ada-Gcn5-acetyltransferase (SAGA) complex and affects transcription in an ATP-dependent manner. However, the mechanism as to how the chaperone activity of the 19S RP of proteasome modulates SAGA by direct interactions is largely unknown. Here, we found that the proteasomal ATPase Rpt2p binds directly to Sgf73p, a component of SAGA complex in Saccharomyces cerevisiae. We also demonstrate that the rpt2-1 strain, a proteasomal ATPase Rpt2p mutant, is defective in specific binding to Sgf73p. Interestingly, a specific interaction between Rpt2p and Sgf73p leads to the dissociation of the H2Bub1-deubiquitylating module (herein designated Sgf73-DUBm) from SAGA both in vitro and in vivo. Furthermore, the localization of the Sgf73-DUBm on chromatin is perturbed in rpt2-1. The rpt2-1 mutant also exhibits impaired localization of the Thp1-Sac3-Sus1-Cdc31 (THSC, also termed TREX-2) complex and Poly-(A) RNA binding protein involved in nuclear mRNA exporter (MEX67-MTR2), interrupts the association of TREX-2 complex with the nuclear pore complex (NPC) and is defective in mRNA export. Taken together, these data indicate that the proteasome-mediated remodeling of the SAGA complex is a prerequisite for proper mRNA export.
유전자 활성에서부터 mRNA의 export process까지의 일련의 유전자 발현 과정은 서로 밀접하게 연관되어 있다고 알려져 있다. 이전의 연구에서는 프로테아좀의 19S regulatory particle (19S RP) 이 Spt-Ada-Gcn5-acetyltransferase (SAGA) 와 결합하여, 단백질 분해와 독립적인 기작을 통해 전사를 조절한다고 제시하였다. 그러나, 어떻게 프로테아좀 19S RP의 chaperone activity 가 직접적인 상호작용에 의하여 SAGA 복합체를 조절 하는지에 관한 기작은 크게 알려진 바가 없다. 본 연구논문에서 나는 효모 proteasomal ATPase Rpt2p 단백질이 SAGA복합체의 한 구성 요소인Sgf73p 단백질과 직접적으로 결합 한다는 것을 밝혔다. 또한, 나는 rpt2-1 strain이 Sgf73p에 대한 특별한 결합에 결점이 있는, proteasomal ATPase Rpt2p mutant 라는 것을 나타내었다. 흥미롭게도, 이 rpt2-1 strain 은 Thp1-Sac3-Sus1-Cdc31 (THSC, 또한 TREX-2) 복합체와 핵공 복합체 (NPC) 사이의 상호작용을 방해한다. 더구나, 새롭게 발견한 Sgf73-Ubp8p 포함하는 deubiquitylation module (Sgf73-DUBmodule) 이 in vivo와 in vitro상에서 19S RP에 의해 SAGA복합체로부터 분리 되었다. rpt2-1 strain에서 mRNA export 요소 Sac3p (TREX-2복합체의 가장 큰 구성요소) 의 적절한 핵막 localization이 제대로 유지되지 못하며, mRNA export 의 문제를 야기한다는 사실을 관찰하였다. 이 모든 연구 결과를 종합하여 나는, 19S RP 에 의한 SAGA 복합체의 remodeling 이 핵에서 세포질로의 mRNA 이동을 조절하는 분자기전을 제시하였다.
