The role of Sec63p in the ER-associated degradation in S. cerevisiae

Abstract

Fehlgefaltete sekretorische Proteine werden aus dem Lumen des Endoplasmatischen Retikulums (ER) in das Cytoplasma transloziert, wo sie von dem Ubiquitin-Proteasom-System degradiert werden (ER-assoziierte Degradation, ERAD). Wie genau die Proteine aus dem ER transportiert werden, ist noch nicht geklärt. Verschiedene Studien, die eine einzige „leaky“ sec63-Mutante verwendeten, lassen vermuten, dass Sec63p beim Proteinexport beteiligt sein könnte. Um diesen Sachverhalt genauer zu erforschen, habe ich einen Screen verwendet, bei dem willkürliche Punktmutationen in das SEC63-Gen eingefügt wurden. Ich habe die Mutanten auf Akkumulation des ERAD-Substrats CPY* getestet, welche auf einen Defekt bei dessen Degradation hindeutet. Ich habe sechs Mutanten isoliert, wovon nur sec63-402 eine deutliche Akkumulation von CPY* aufwies. Diese Mutante trägt eine Mutation in dem Interaktionsbereich mit dem Chaperon Kar2p, der sogenannten J-Domäne. Mutanten mit Punktmutationen in der Transmembran-, Brl- oder sauren Domäne wiesen keine Degradationsdefekte auf. Durch Untersuchung von anderen ERAD-Substraten zeigte sich, dass sich der Degradationsdefekt in sec63-mutierten Hefezellen auf lösliche Proteine beschränkt. Meine Ergebnisse deuten darauf hin, dass Sec63p durch seine Interaktion mit Kar2p an der Degradation von löslichen ERAD-Substraten beteiligt ist.Misfolded secretory proteins are translocated from the lumen of the endoplasmic reticulum (ER) to the cytoplasm for degradation by the ubiquitin-proteasome system (ER-associated degradation, ERAD). How exactly this export from the ER is accomplished is still not understood. Several studies using a single leaky sec63 mutant suggested that Sec63p might be involved in protein export. To examine this issue further, I used a screen in which random point mutations were inserted into the SEC63 gene. I tested the mutants for accumulation of the ERAD substrate CPY*. Accumulation of CPY* in cells indicates a degradation defect. I isolated six sec63 mutants of which only sec63-402 showed a strong accumulation of CPY*. This mutant carries a mutation in the interaction area with the chaperone Kar2p, the so called J-domain. Mutants with point mutations in the transmembrane, the Brl or the acidic domain caused no detectable ERAD defect for CPY*. The examination of other ERAD substrates showed that sec63-402 affected only degradation of soluble substrates. This demonstrates that in yeast the interaction of Sec63p with Kar2p is important for the specific degradation of soluble ERAD substrates