Molecular functions of the ubiquitin domain protein Herp in Synoviolin mediated endoplasmic reticulum associated protein degradation (ERAD)

Die Akkumulation fehlerhafter Proteine im Endoplasmatischen Retikulum (ER) induziert den „unfolded protein response“ (UPR) - Signalweg zur Uberwindung dieser zellularen Stress-Situation. Ein in Saugern stark UPR-induziertes Gen kodiert fur das Ubiquitin-Domane-Protein Herp. Herp interagiert mit der E3-Ligase Synoviolin, einer zentralen Komponente von Multiproteinkomplexen, welche die ER assoziierte Protein-Degradation (ERAD) vermitteln. Abhangig von seiner Ubiquitin-ahnlichen (‘UBL’) Domane wird Herp fur den effizienten Abbau von Synoviolin-Substraten benotigt. Der zugrundeliegende molekulare Mechanismus dieser Funktion von Herp ist kaum bekannt. In der vorliegenden Studie wurde gezeigt, dass Herp kontinuierlich an Synoviolin-basierten Komplexen umgesetzt wird, aber kein Substrat ist. Da sowohl Depletion als auch Stabilisierung von Herp zum verminderten Abbau von Synoviolin-Substraten fuhrt, lasst sich schlussfolgern, dass der kontinuierliche Umsatz von Herp entscheidend ist fur ERAD. Weiterhin regulierte Herp die Zusammensetzung Synoviolin-basierter Komplexe. Das deubiquitinierende Enzym Usp7 ist uber seine Bindung an Herp mit Synoviolin assoziiert. Usp7 beeinflusste aber nicht die Stabilitat von Herp oder ERAD-Substraten. Zusatzlich verstarkte Herp die Interaktion zwischen dem CUE-Domane-Protein AUP1 und Synoviolin. In Abhangigkeit von der CUE-Domane steigerte AUP1 den ERAD-Prozess. Auch das Herp-Homolog Herp2 war mit Synoviolin-basierten Komplexen assoziiert. Im Gegensatz zu Herp wurde Herp2 nicht durch den UPR-Signalweg induziert, war stabil und interagierte nicht Usp7. Diese Daten unterstreichen die einzigartige Funktion von Herp im ERAD-Prozess. Schlussfolgernd ist Herp eine dynamische ERAD-Komponente, welche die Rekrutierung akzessorischer Proteine an Synoviolin vermittelt und damit die Ubiquitinierung von Synoviolin-Substraten ermoglicht. Diese Daten zeigen die kritische Rolle von Herp fur die Beseitigung fehlerhafter Proteine und das Uberleben der Zelle. %%%%The accumulation of aberrant proteins in the endoplasmic reticulum (ER) induces the unfolded protein response (UPR) pathway for surmounting this cellular stress situation. One of the strongly UPR-induced genes in mammalia encodes the ubiquitin domain protein Herp. Herp interacts with the E3 ligase Synoviolin, a central component of ER associated protein degradation (ERAD) mediating multiprotein complexes. Dependent on its ubiquitin-like (UBL) domain, Herp is required for the efficient degradation of Synoviolin substrates. The molecular mechanism underlying this function of Herp is poorly understood. In the present study, it was shown that Herp is continuously exchanged at Synoviolin based complexes. However, Herp did not serve as a Synoviolin substrate. Since both stabilisation and depletion of Herp resulted in the impaired degradation of Synoviolin substrates, the continuous turnover of Herp seems to be decisive for ERAD. Herp was also shown to regulate the composition of Synoviolin based complexes. The deubiquitinating enzyme Usp7 was linked to…