在细胞周期中，Ser68位点磷酸化促进了DCAF11介导的CENP-A泛素化和降解

CENP-A(着丝粒蛋白A)是组蛋白H3的变体，它指定着丝粒的身份，对着丝粒的维持至关重要。关于CENP-A在哺乳动物细胞中的蛋白水平是如何控制的，人们知之甚少。在此，作者报道了CENP-A Ser68磷酸化启动泛素-蛋白酶体介导的CENP-A在人类培养细胞有丝分裂阶段的蛋白水解。

作者确定了两个主要的多泛素化位点，它们负责这种磷酸化依赖的降解。用精氨酸取代这两个残基Lys49和Lys124，可以取消CENP-A的适当降解，并导致CENP-A错误定位到非着丝粒区域。此外，作者发现DCAF11 (DDB1和CUL4相关因子11/ WDR23)是E3连接酶，专门介导所观察到的多泛素化。DCAF11的缺失阻碍了CENP-A的降解并导致其定位错误。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109987

着丝粒是一个特殊的染色体位点，在有丝分裂和减数分裂中，它对精确的染色体分离至关重要。在大多数生物中，着丝粒身份是由一系列核小体定义的，这些核小体包含着丝粒特异性的组蛋白H3变体CENP-A(也称为CenH3)。哺乳动物CENP-A的表达在整个有丝分裂后期达到峰值，而新合成的CENP-A在着丝粒上的沉积发生在G1早期，并以hjurp依赖的方式发生。

CENP-A在着丝粒染色质中的沉积受到多种机制的时空限制。在 CENP-A 加载之前，许可因子 Mis18BP1 在有丝分裂早期被募集到着丝粒，这依赖于 Plk1 介导的磷酸化，并与组成性动粒蛋白 CENP-C 发生物理相互作用。在G2和有丝分裂期，周期蛋白依赖性激酶(CDKs)磷酸化CENP-A和HJURP，防止两者之间的早熟相互作用，这通常发生在CDK活性在后期降低时。

此外，CDK1磷酸化HJURP和M18BP1对于严格控制CENP-A组装的细胞周期至关重要。CENP-A的过表达破坏了CENP-A沉积的时空控制，导致CENPA在酵母、苍蝇和人类细胞中的非着丝粒区异位定位。此外，CENP-A的过表达与多个原发肿瘤组织广泛相关，并被认为是早期肿瘤发生的指标。

为了防止 CENP-A 不准确地沉积到非着丝粒区域，CENP-A 蛋白水平受到酵母和果蝇中泛素介导的蛋白水解的严格控制。在果蝇细胞中，CENP-A水平受E3泛素连接酶SCFPpa和APC/CCdh1多亚基调节。同样，在出芽酵母中，Cse4(出芽酵母CENP-A)的泛素化通过触发降解来阻止其异位定位。

许多E3连接酶被发现可以促进Cse4的降解:Psh1, Rcy1, Slx5和Ubr1。Psh1介导的Cse4蛋白水解还涉及Psh1和Spt16之间的相互作用，Spt16是FACT(促进染色质转录/交易)复合物和酪蛋白激酶2 (CK2)的组成部分。一项使用裂变酵母的研究也表明，Cnp1(裂变酵母CENP-A)的N端介导Cnp1的泛素化和蛋白质水解，以防止其错误定位到非着丝粒染色质中。

在细胞周期中，Ser68位点磷酸化促进了DCAF11介导的CENP-A泛素化和降解

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在本研究中，作者证明了CENP-A Ser68位点的磷酸化促进了CENP-A在有丝分裂阶段的降解。作者发现DDB1和CUL4相关因子11 (DCAF11)是CUL4- DDB1- dcaf E3连接酶复合物的特异性底物受体，该复合物在体内和体外均以Ser68磷酸化依赖的方式促进CENP-A多泛素化。此外，作者还鉴定了CENP-A的两个赖氨酸残基Lys49和Lys124，它们是多泛素化和介导CENP-A降解的主要位点。

阻断CENP-A多泛素化和降解导致其错位定位到非中心体区域。缺失DCAF11会导致各种有丝分裂染色体错误，并导致细胞生长和长期生存能力的缺陷。结合之前的研究结果，作者提供了在有丝分裂阶段Ser68位点磷酸化通过促进CENP-A降解并抑制其与HJURP结合而精确调控其稳态的分子机制。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Kehui Wang et al. Phosphorylation at Ser68 facilitates DCAF11-mediated ubiquitination and degradation of CENP-A during the cell cycle. Cell Rep 2021 Nov 9;37(6):109987. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109987.