ZFAND1 Recruits p97 and the 26S Proteasome to Promote the Clearance of Arsenite-Induced Stress Granules

应激颗粒（SG）一种是动态、可逆和无膜的生物分子缩合物，在响应各种应激源后，触发的一种独特的保护性和适应性机制，当细胞遇到急性不利条件时，为防止关键的mRNA降解而形成的无膜细胞器。SG的形成是由翻译抑制触发的；因此，SG是由翻译停滞的mRNA、翻译起始因子、RNA结合蛋白(RBP)和通过蛋白质互作招募的蛋白。SG在接受刺激时组装，在应激源去除后拆解，这种动态和可逆的过程意味着当SG动力学失衡或SG清除受损，会导致持续性和毒性聚集，可能导致人类疾病，包括肌萎缩侧索硬化症和额颞叶变性等神经退行性变。

因此在了解影响SG形成和拆解的组分，对我们预防和治疗这些病症是重要的，近期，维尔茨堡大学的Ankit Turakhiya and Susanne R. Meyer在 Molecular Cell期刊上发表的名为“ZFAND1 Recruits p97 and the 26S Proteasome to Promote the Clearance of Arsenite-Induced Stress Granules”表明ZFAND1通过招募p97和26S蛋白酶来调节应激颗粒（Stress granules，SG）的清除。ZFAND1是Cuz1的人类同源物，Cuz1是一种在酵母细胞中与亚砷酸盐（Arsenite，AS）反应有关的蛋白质，能够保护细胞免受类金属诱导的蛋白毒性。为探究Cuz1同源物ZFAND1在真核生物中有何具体作用，作者通过谷胱甘肽-琼脂糖下拉和蛋白质组学证明了ZFAND1在AS刺激下分别通过其锌指(AN1 fingers)和UBL结构域与26S蛋白酶体和p97相互作用。AS是诱导应激颗粒的诱导剂，那么ZFAND1是否也参与到SG的代谢过程中。作者通过间接免疫荧光发现在应激时ZFAND1与应激颗粒关键蛋白TIA-1出现强烈的阳性共定位，这种定位具有亚砷酸盐诱导的SG特异性。并且通过构建ZFAND1的各个结构域突变体，明确ZFAND1通过其UBL结构域与SG结合，而且ZFAND1的UBL结构域与SG不影响UBL和p97的结合。

为了探究定位于SG中的ZFAND1是否对SG的代谢的功能发挥作用，通过siRNA沉默ZFAND1， 通过评估SG标记蛋白FMRP阳性颗粒的定量分析判断对SG的形成没有显著的影响，而ZFAND1耗竭细胞中应激颗粒的清除相比对照组显著受损，并且这种清除缺陷也具有亚砷酸盐诱导的SG特异性。作者通过单独转染ZFAND1-DUBL和ZFAND1-ZnFmut都无法挽救SG清楚缺陷，证明SG的清除需要ZFAND1招募p97和26S蛋白酶体共同发挥应激颗粒拆解的作用，在缺乏ZFAND1的情况下，p97和26s蛋白酶无法在应激情况下定位到应激颗粒中。

缺陷核糖体（DRiPs）是一种截断或错误折叠的、易于聚集的多肽链，其与SG颗粒的低效清除相关。作者在ZFAND1耗竭的细胞中亚砷酸盐胁迫和恢复后，SG和DRiPs的清除显著受损并且显示出共定位，最后异常的SG最后通过自噬被降解。总之，以上结果表明ZFAND1通过招募p97和26S蛋白酶体来发挥AS诱导的SG正常拆解。