Nucleotide-dependent interactions between CHORD-containing proteins and Hsp90 co-chaperones

Abstract

Hsp90는 Hsp90 client protein의 접힘과 안정화, 활성화, complex 형성에 관여하여 세포내의 다양한 기작을 조절한다. 또한 다양한 Hsp90 co-chaperone들과 상호작용하여 활성과 기능에 영향을 받는다. 식물에서 Hsp90 co-chaperone인 RAR1과 SGT1은 Hsp90와 복합체를 형성하여 면역저항성 단백질인 R-protein의 안정성에 기여한다고 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 식물에서의 RAR1과 homology를 가지는 또 다른 CHORD 포함 단백질인 포유류 Chp-1과 melusin이 in vitro상에서 Hsp90 co-chaperone, SGT1, PP5와 ATP 의존적으로 상호작용 함을 관찰하였다. 특히 근육세포에서 특이적으로 관찰되는 melusin은 Ca2+ 결합 단백질로서 Hsp90 및 Hsp90 co-chaperone과 상호작용함에 있어서 Ca2+의 영향을 확인하였다. 본 연구결과는 세포 내에서 ADP 와 ATP 그리고 Ca2+의 농도변화가 CHORD 포함 단백질들과 Hsp90, 또는 co-chaperone들과의 상호작용, 그리고 이와 연관된 세포기능을 조절하는 기작에 관여할 수 있음을 시사한다. 뿐만 아니라 심근육비대증과 관련이 있다고 알려진 melusin에 Sgt1, PP5, Chp-1이 서로 연관되어 기능을 할 수 있는 가능성을 제시한다.

The molecular chaperone Hsp90 is involved in the folding, stabilization and assembly of various client proteins. The activity of Hsp90 chaperone machinery is regulated by interactions with other co-chaperones. In plant, an Hsp90 co-chaperone, SGT1 forms a stable ternary complex with Hsp90 and RAR1, a CHORD-containing protein, which plays a critical role in disease resistance mediated by multiple R genes. In this study, we report that mammalian CHORD-containing proteins, Chp-1 and melusin, interact with Hsp90 co-chaperones, SGT1 and PP5, and even with each other in an ATP-dependent manner in vitro. Especially melusin, a muscle specific signaling protein required for compensatory heart hypertrophy response, has a Ca2+ binding site. Therefore, we evaluated the effect of Ca2+ on the interactions between melusin and Hsp90 or Hsp90 co-chaperones. The results of this study suggest that interactions of CHORD-containing proteins with Hsp90 or co-chaperones are regulated by ADP, ATP and varying concentrations of Ca2+, which might be involved in regulatory mechanisms of various cellular functions. Moreover, this provides a possibility that Sgt1, PP5 and Chp-1 may have functions related to melusin, which plays a pivotal role in heart protection from stress conditions.