RNF20/40, an E3 ubiquitin ligase that mediates histone H2B lysine 120 monoubiquitylation, has important roles in diverse biological events. However, it is uncertain whether these RNF20/40-mediated events are through only H2B ubiquitylation. Here, using biochemically defined systems with purified factors and cell-based analyses, I elucidated that RNF20/40 monoubiquitylates lysine 381 of eEF1B$\delta$L, a heat shock-responsive transcription factor. In particular, this study provides mechanistic insight into the role of monoubiquiylation of eEF1B$\delta$L, which increases eEF1B$\delta$L accumulation and enhances recruitment of p-TEFb to the promoter regions of target genes, resulting in the activation of heat shock-responsive gene expression. Furthermore, I also demonstrate that cooperative interactions among eEF1B$\delta$L, RNF20/40, and HSF1 synergistically promote expression of heat shock-responsive genes. In addition to identifying eEF1B$\delta$L as an ubiquitylation target of RNF20/40 and elucidating its function in response to thermal stress, this study reveals a molecular mechanism for the cooperative function of distinct heat shock-responsive transcription factors and provides novel evidence of a non-proteolytic function of ubiquitylation through RNF20/40-mediated non-histone protein monoubiquitylation.
RNF20/40 복합체는 히스톤 H2B K120 모노유비퀴틴화를 수행하는 E3 유비퀴틴 리가아제로, 생명체에서 여러가지 중요한 역할을 한다. 그러나 RNF20/40에 의해 조절되는 현상들이 오직 H2B 유비퀴틴화에 의한 결과인지는 불분명하다. 본 연구는 정제된 인자를 이용한 생화학적 분석과 세포 기반 분석을 이용하여 RNF20/40가 열 충격 반응 전사 인자인 eEF1B$\delta$L의 381번째 라이신을 모노유비퀴틴화시킴을 발견하였다. 특히, eEF1BδL의 모노유비퀴틴화가 타겟 유전자의 프로모터 영역에 eEF1B$\delta$L와 p-TEFb의 모집을 증가시켜, 열 충격 반응 전사를 촉진함을 밝혀냈다. 또한, eEF1B$\delta$L, RNF20/40, HSF1간의 협동적인 결합 또한 전사 촉진에서 상승 효과를 내는 것을 보였다. 본 연구는 열 충격 반응 유전자의 발현을 조절하는 전사 인자들 간의 협동적인 기능에 대한 분자적 기전과 RNF20/40에 의해 매개되는 비히스톤 표적 단백질 모노유비퀴틴화를 통해 유비퀴틴화의 비분해적 역할에 대한 새로운 증거를 제시한다.
