Cadms/SynCAMs/Necls/TSLCs Interact with Multi-PDZ Domain Protein MUPP1

조직의 구조 안정성을 유지하는 세포 사이 연접복합체는 multi-PDZ domain protein 1 (MUPP1)을 포함하여 50종류 이상의 단백질로 이루어져 있다. MUPP1은 13개의 PDZ 도메인을 가지는 단백질로서 막경유(transmembrane) 단백질과 세포골격단백질이나 신호단백질 사이에서 scaffold로 작용한다고 알려져 있지만, MUPP1이 어떻게 세포막인접 단백질들을 연결하고 구조 안정화에 기여하는지에 대해 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 MUPP1의 PDZ 도메인과 상호 작용하는 단백질을 규명하기 위하여 효모 two-hybrid 방법을 이용, cell adhesion molecule 1 (Cadm1; SynCAM1, Necl-2 또는 TSLC1로도 알려짐)이 MUPP1과 결합하는 것을 확인하였다. Cadm1은 MUPP1의 2번째 PDZ 도메인과 결합하며, Cadm1의 C-말단에 존재하는 II 형 PDZ-결합모티프(-Y-F-I)가 MUPP1과의 결합에 필수적임을 확인하였다. 또한 MUPP1은 다른 Cadm family 단백질들인 Cadm2, Cadm3, 그리고 Cadm4와도 결합하며, 이러한 단백질간 결합은 glutathione S-transferase (GST) pull-down assay와 공동면역침강으로도 추가 확인하였다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 MUPP1 항체로 면역침강하였을 때 Cadm1과 Cadm4가 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 MUPP1이 세포 사이 연접에서 Cadms와 세포골격 단백질 사이를 연결한다는 것을 시사한다.

Cell adhesion molecules determine the cell-cell binding and the interactions between cells and extracellular signals. Cell-cell junctional complexes, which maintain the structural integrity of tissues, consist of more than 50 proteins including multi-PDZ domain protein 1 (MUPP1). MUPP1 contains 13 postsynaptic density-95/disks large/zonula occludens-1 (PDZ) domains and serves a scaffolding function for transmembrane proteins and cytoskeletal proteins or signaling proteins, but the mechanism how MUPP1 links and stabilizes the juxtamembrane proteins has not yet been elucidated. We used the yeast two-hybrid system to identify proteins that interact with PDZ domains of MUPP1. We found an interaction between MUPP1 and cell adhesion molecule 1 (Cadm1, also known as SynCAM1, Necl-2, or TSLC1). Cadm1 bound to the second PDZ domain of MUPP1. The carboxyl (C)-terminal end of Cadm1 has a type II PDZ-association motif (-Y-F-I) which was essential for the interaction with MUPP1 in the yeast two-hybrid assay. MUPP1 also bound to the C-terminal cytoplasmic tail region of other Cadm family members (Cadm2, Cadm3, and Cadm4). In addition, these protein-protein interactions were observed in the glutathione S-transferase (GST) pull-down assay and by co-immunoprecipitation. Anti-MUPP1 antibody co-immunoprecipitated Cadm1 and Cadm4 with MUPP1 from mouse brain extracts. These results suggest that MUPP1 could mediate interaction between Cadms and cytoskeletal proteins.