ABSTRACT

In the cell, RNA abundance is dynamically controlled by transcription and decay rates. Posttranscriptional nucleotide addition at the RNA 3ʹ end is a means of regulating mRNA and RNA stability and activity, as well as marking RNAs for degradation. The human nucleotidyltransferase Gld2 polyadenylates mRNAs and monoadenylates microRNAs, leading to an increase in RNA stability. The broad substrate range of Gld2 and its role in controlling RNA stability make the regulation of Gld2 activity itself imperative. Gld2 activity can be regulated by post-translational phosphorylation via the oncogenic kinase Akt1 and other kinases, leading to either increased or almost abolished enzymatic activity, and here we confirm that Akt1 phosphorylates Gld2 in a cellular context. Another means to control Gld2 RNA specificity and activity is the interaction with RNA binding proteins. Known interactors are QKI-7 and CPEB, which recruit Gld2 to specific miRNAs and mRNAs. We investigate the interplay between five phosphorylation sites in the N-terminal domain of Gld2 and three RNA binding proteins. We found that the activity and RNA specificity of Gld2 is dynamically regulated by this network. Binding of QKI-7 or phosphorylation at S62 relieves the autoinhibitory function of the Gld2 N-terminal domain. Binding of QKI-7 to a short peptide sequence within the N-terminal domain can also override the deactivation caused by Akt1 phosphorylation at S116. Our data revealed that Gld2 substrate specificity and activity can be dynamically regulated to match the cellular need of RNA stabilization and turnover.

摘要

在细胞中，RNA 丰度由转录和衰减速率动态控制。在 RNA 3ʹ 末端添加转录后核苷酸是一种调节 mRNA 和 RNA 稳定性和活性以及标记 RNA 进行降解的方法。人类核苷酸转移酶 Gld2 多聚腺苷酸化 mRNA 和单腺苷酸化 microRNA，导致 RNA 稳定性增加。Gld2 的广泛底物范围及其在控制 RNA 稳定性中的作用使得 Gld2 活性本身的调节势在必行。Gld2 活性可以通过致癌激酶 Akt1 和其他激酶的翻译后磷酸化来调节，导致酶活性增加或几乎消失，在这里我们确认 Akt1 在细胞环境中磷酸化 Gld2。控制 Gld2 RNA 特异性和活性的另一种方法是与 RNA 结合蛋白的相互作用。已知的相互作用物是 QKI-7 和 CPEB，它们将 Gld2 招募到特定的 miRNA 和 mRNA。我们研究了 Gld2 N 末端结构域中的五个磷酸化位点与三个 RNA 结合蛋白之间的相互作用。我们发现 Gld2 的活性和 RNA 特异性受到该网络的动态调节。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。已知的相互作用物是 QKI-7 和 CPEB，它们将 Gld2 招募到特定的 miRNA 和 mRNA。我们研究了 Gld2 N 末端结构域中的五个磷酸化位点与三个 RNA 结合蛋白之间的相互作用。我们发现 Gld2 的活性和 RNA 特异性受到该网络的动态调节。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。已知的相互作用物是 QKI-7 和 CPEB，它们将 Gld2 招募到特定的 miRNA 和 mRNA。我们研究了 Gld2 N 末端结构域中的五个磷酸化位点与三个 RNA 结合蛋白之间的相互作用。我们发现 Gld2 的活性和 RNA 特异性受到该网络的动态调节。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。我们研究了 Gld2 N 末端结构域中的五个磷酸化位点与三个 RNA 结合蛋白之间的相互作用。我们发现 Gld2 的活性和 RNA 特异性受到该网络的动态调节。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。我们研究了 Gld2 N 末端结构域中的五个磷酸化位点与三个 RNA 结合蛋白之间的相互作用。我们发现 Gld2 的活性和 RNA 特异性受到该网络的动态调节。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。QKI-7 的结合或 S62 的磷酸化可减轻 Gld2 N 端结构域的自抑制功能。QKI-7 与 N 末端结构域内的短肽序列的结合也可以覆盖由 Akt1 在 S116 磷酸化引起的失活。我们的数据显示，可以动态调节 Gld2 底物特异性和活性，以匹配 RNA 稳定和周转的细胞需求。