Microtubules are cytoskeletal structures critical for mitosis, cell motility, and protein and organelle transport, and are a validated target for anticancer drugs. However, how tubulins are regulated and recruited to support these distinct cellular processes is incompletely understood. Post-translational modifications of tubulins are proposed to regulate microtubule functions and dynamics. Although many of these modifications have been investigated, only one prior study reports on tubulin methylation and an enzyme responsible for this methylation. Here, we used in vitro radiolabelling, mass spectrometry, and immunoblotting approaches to monitor protein methylation, and immunoprecipitation, immunofluorescence, and pull-down approaches to measure protein-protein interactions. We demonstrate that N-lysine methyltransferase 5A (KMT5A or SET8/PR Set7), which methylates lysine 20 in histone H4 (H4K20), bound α-tubulin and methylated it at a specific lysine residue, Lys-311. Furthermore, LSF/CP2, a known transcription factor, bound both α-tubulin and SET8, and enhanced SET8-mediated α-tubulin methylation in vitro In addition, we found that the ability of LSF to facilitate this methylation is countered by factor quinolinone inhibitor 1 (FQI1), a specific small-molecule inhibitor of LSF. These findings suggest the general model that microtubule-associated proteins, including transcription factors, recruit or stimulate protein-modifying enzymes to target tubulins. Moreover, our results point to dual functions for both SET8 and LSF, not only in chromatin regulation, but also in cytoskeletal modification.

中文翻译：

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与微管相关的组蛋白甲基转移酶SET8，由转录因子LSF促进，使α-微管蛋白甲基化。

微管是对有丝分裂，细胞运动以及蛋白质和细胞器运输至关重要的细胞骨架结构，并且是经过验证的抗癌药物靶标。然而，如何调节和募集微管蛋白以支持这些独特的细胞过程尚未完全了解。提出微管蛋白的翻译后修饰可调节微管的功能和动力学。尽管已经研究了许多这些修饰，但只有一项先前的研究报道了微管蛋白甲基化和负责该甲基化的酶。在这里，我们使用了体外放射标记，质谱和免疫印迹方法来监测蛋白质甲基化，并使用了免疫沉淀，免疫荧光和下拉法来测量蛋白质-蛋白质相互作用。我们证明N-赖氨酸甲基转移酶5A（KMT5A或SET8 / PR Set7）甲基化组蛋白H4（H4K20）中的赖氨酸20，结合α-微管蛋白，并在特定的赖氨酸残基Lys-311处甲基化。此外，LSF / CP2（一种已知的转录因子）与α-微管蛋白和SET8结合，并在体外增强了SET8介导的α-微管蛋白的甲基化。此外，我们发现LSF促进这种甲基化的能力被因子喹啉酮抑制剂所抵消。 1（FQI1），一种特定的LSF小分子抑制剂。这些发现提示了通用模型，即微管相关蛋白（包括转录因子）募集或刺激蛋白修饰酶靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。结合α-微管蛋白并使其在特定的赖氨酸残基Lys-311处甲基化。此外，LSF / CP2（一种已知的转录因子）与α-微管蛋白和SET8结合，并在体外增强了SET8介导的α-微管蛋白的甲基化。此外，我们发现LSF促进这种甲基化的能力被因子喹啉酮抑制剂所抵消。 1（FQI1），一种特定的LSF小分子抑制剂。这些发现提示了通用模型，即微管相关蛋白（包括转录因子）募集或刺激蛋白修饰酶靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。结合α-微管蛋白并使其在特定的赖氨酸残基Lys-311处甲基化。此外，LSF / CP2（一种已知的转录因子）与α-微管蛋白和SET8结合，并在体外增强了SET8介导的α-微管蛋白的甲基化。此外，我们发现LSF促进这种甲基化的能力被因子喹啉酮抑制剂所抵消。 1（FQI1），一种特定的LSF小分子抑制剂。这些发现提示了通用模型，即微管相关蛋白（包括转录因子）募集或刺激蛋白修饰酶靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。体外增强的SET8介导的α-微管蛋白甲基化作用此外，我们发现LSF促进这种甲基化的能力被LSF的一种特定小分子抑制剂喹啉酮抑制剂1（FQI1）所抵消。这些发现提示了通用模型，即微管相关蛋白（包括转录因子）募集或刺激蛋白修饰酶靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。和体外增强的SET8介导的α-微管蛋白甲基化此外，我们发现LSF促进这种甲基化的能力被LSF的一种特定小分子抑制剂喹啉酮抑制剂1（FQI1）所抵消。这些发现提示了通用模型，即微管相关蛋白（包括转录因子）募集或刺激蛋白修饰酶靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。募集或刺激蛋白质修饰酶以靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。募集或刺激蛋白质修饰酶以靶向微管蛋白。此外，我们的结果表明SET8和LSF都具有双重功能，不仅在染色质调节方面，而且在细胞骨架修饰方面。