Neddylation is a posttranslational modification that attaches ubiquitin-like protein Nedd8 to protein targets via Nedd8-specific E1-E2-E3 enzymes and modulates many important biological processes. Nedd8 attaches to a lysine residue of a substrate, not for degradation, but for modulation of substrate activity. We previously identified the HECT-type ubiquitin ligase Smurf1, which controls diverse cellular processes, is activated by Nedd8 through covalent neddylation. Smurf1 functions as a thioester bond-type Nedd8 ligase to catalyze its own neddylation. Numerous ubiquitination substrates of Smurf1 have been identified, but the neddylation substrates of Smurf1 remain unknown. Here, we show that Smurf1 interacts with RRP9, a core component of the U3 snoRNP complex, which is involved in pre-rRNA processing. Our in vivo and in vitro neddylation modification assays show that RRP9 is conjugated with Nedd8. RRP9 neddylation is catalyzed by Smurf1 and removed by the NEDP1 deneddylase. We identified Lys221 as a major neddylation site on RRP9. Deficiency of RRP9 neddylation inhibits pre-rRNA processing and leads to downregulation of ribosomal biogenesis. Consequently, functional studies suggest that ectopic expression of RRP9 promotes tumor cell proliferation, colony formation, and cell migration, whereas unneddylated RRP9, K221R mutant has no such effect. Furthermore, in human colorectal cancer, elevated expression of RRP9 and Smurf1 correlates with cancer progression. These results reveal that Smurf1 plays a multifaceted role in pre-rRNA processing by catalyzing RRP9 neddylation and shed new light on the oncogenic role of RRP9.

中文翻译：

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Smurf1 对 U3 snoRNA 结合蛋白 RRP9 的 Neddylation 修饰促进了肿瘤发生。

Neddylation 是一种翻译后修饰，它通过 Nedd8 特异性 E1-E2-E3 酶将泛素样蛋白 Nedd8 连接到蛋白质靶标上，并调节许多重要的生物过程。Nedd8 附着在底物的赖氨酸残基上，不是为了降解，而是为了调节底物活性。我们之前确定了 HECT 型泛素连接酶 Smurf1，它控制多种细胞过程，由 Nedd8 通过共价 neddylation 激活。Smurf1 作为硫酯键型 Nedd8 连接酶发挥作用，催化其自身的 neddylation。Smurf1 的许多泛素化底物已被鉴定，但 Smurf1 的 neddylation 底物仍然未知。在这里，我们展示了 Smurf1 与 RRP9 相互作用，RRP9 是 U3 snoRNP 复合物的核心成分，参与前 rRNA 加工。我们的体内和体外 neddylation 修饰试验表明 RRP9 与 Nedd8 结合。RRP9 neddylation 由 Smurf1 催化并由 NEDP1 去内基化酶去除。我们将 Lys221 确定为 RRP9 上的主要 neddylation 位点。RRP9 neddylation 的缺乏会抑制 pre-rRNA 加工并导致核糖体生物发生的下调。因此，功能研究表明，RRP9 的异位表达促进肿瘤细胞增殖、集落形成和细胞迁移，而未内化的 RRP9、K221R 突变体没有这种作用。此外，在人类结直肠癌中，RRP9 和 Smurf1 的表达升高与癌症进展相关。这些结果表明，Smurf1 通过催化 RRP9 的 neddylation 在 pre-rRNA 加工中发挥多方面的作用，并为 RRP9 的致癌作用提供了新的启示。