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Zhongshu Tang

• Group III presynaptic metabotropic glutamate receptors (mGluRs) play a central role in regulating presynaptic activity through G-protein effects on ion channels and signal transducing enzymes. Like all Class C G-protein coupled receptors, mGluR8 has an extended intracellular C-terminal domain (CTD) presumed to allow for modulation of downstream signaling. To elucidate the function and modulation of mGluR8, yeast two-hybrid screens of an adult rat brain cDNA library were performed with the CTDs of mGluR8a and 8b (mGluR8-C) as baits. Different components of the sumoylation cascade (ube2a, sumo-1, Pias1, Pias gamma and Pias xbeta) and some other proteins were identified as mGluR8 interacting proteins. Binding assays using recombinant GST-fusion proteins confirmed that Pias1 interacts not only with mGluR8-C, but all group III mGluR CTDs. Pias1 binding to mGluR8-C required a region N-terminally to a consensus sumoylation motif and was not affected by arginine substitution of the conserved lysine K882 within this motif. Co-transfection of fluorescently tagged mGluR8a-C, sumo-1 and enzymes of the sumoylation cascade into HEK 293 cells showed that mGluR8a-C can be sumoylated in cells. Arginine substitution of lysine K882 within the consensus sumoylation motif, but not of other conserved lysines within the CTD, abolished in vivo sumoylation. The results are consistent with post-translational sumoylation providing a novel mechanism of group III mGluR regulation.
• Die presynaptischen metabotropen Glutamat-Rezeptoren der Gruppe III (mGluRs) spielen eine zentrale Rolle in der Regulation presynaptischer Aktivität über G-Protein-Effekte auf Ionenkanäle und signalübertragende Enzyme. Wie alle G-Protein-gekoppelten Rezeptoren der Klasse C hat auch mGluR8 eine verlängerte intrazelluläre C-terminale Domäne (CTD), die vermutlich die Modulation nachgeordneter Signale erlaubt. In einem Hefe-Zwei-Hybrid-Screen einer cDNA-Bibliothek aus adultem Rattenhirn, in welchem CTDs vom mGluR8a und 8b (mGluR8-C) als “Köder” verwendet wurden, konnten neben anderen Proteinen verschiedene Komponenten der Sumoylierungskaskade (ube2a, sumo-1, Pias1, Pias gamma, Pias xbeta) als Interaktionspartner identifizieret werden. Bindungsexperimente mit rekombinanten GST-Fusionsproteinen bestätigten, daß Pias1 nicht nur mit mGluR8-C, sondern mit allen Gruppe III mGluR CTDs interagiert. Die Pias1-Bindung an mGluR8-C benötigt eine N-terminal des Sumoylierungs-Konsensusmotivs liegende Region und wird nicht beeinträchtigt durch Arginin-Austausch des innerhalb dieser Region liegenden, konservierten Lysin-Restes K882. Kotransfektionsexperimente mit fluoreszenzmarkiertem mGluR8a-C, Sumo1 und Enzymen der Sumoylierungskaskade in HEK293-Zellen zeigten, daß mGluR8a-C in vivo sumoyliert werden kann. Der Arginin-Austausch des Lysin-Restes K882, jedoch nicht Austausche von anderen konservierten Lysin-Resten innerhalb der CTD-Domäne, verhinderte die in vivo Sumoylierung. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, daß die posttranslationale Sumoylierung einen neuen Mechanismus der Gluppe III mGluR Regulation darstellt.