The APM-1 interacts SREBP-1 with to increase transcription activity of SREBP-1 responsive genes

Abstract

[한글]

SREBP-1은 basic helix-loop-helix (bHLH) family의 전사인자로 특히 지방대사와 당대사에 관여한다. SREBP 전구체는 processing과정을 거쳐 핵 내로 이동하고 SREBP responsive element (SRE) 또는 E-box를 인식하여, SREBP responsive genes의 전사를 조절한다. 이런 SREBP가 활성화된 형태로 핵 내로 들어와서 무작위적으로 target genes의 전사를 조절하는 것이 아니라, 다른 단백질들과 상호작용하여 조절하는 것으로 여겨진다. APM-1은 FBI-1과 매우 유사한 BTB/POZ domain과 Kr?ppel like zinc finger DNA binding domain으로 구성된 전사조절 기능을 가지고 있는 단백질이다. 이전 발표된 논문에 의하면 FBI-1이 adipogenesis에 관여하여 adipocyte differentiation을 조절하는 단백질로 알려져 있어, APM-1 또한 이와 유사한 역할을 할 것이라고 생각된다. 본 연구를 통해, 지질대사에 중요한 조절 factor 인 SREBP-1과 APM-1과의 상호작용을 GST융합 단백질 pulldown assay, co-immunoprecipitation을 통해 직·간접적으로 결합한다는 사실을 보였다. 이러한 단백질-단백질 상호작용으로 SREBP-1의 표적유전자인 fatty acid synthase 와 같은 지방 대사에 관여하는 핵심 효소들의 전사에 영향을 조사하였다. FASN promoter를 이용한 transient transfection assay를 통하여 APM-1이 SREBP-1에 의한 전사를 활성화할 수 있다는 사실을 발견하였다. ChIP assay결과를 통해, APM-1이 과발현 되었을 때 FASN promoter에 존재하는 Sp1 결합 부위인 GC-box에 Sp1이 결합을 증가시켜 전사를 촉진함을 발견하였다. 또한 APM-1이 과발현한 3T3-L1 지방세포의 분화과정 동안, FASN, PPARγ의 mRNA이 증가되고, 지방 축적이 많아졌음을 Oil-red O 염색을 통해 관찰 하였다. 이러한 결과들을 통해 BTB/POZ domain을 가진 발암유전자인 APM-1이 SREBP-1와의 상호작용에 의해 FASN와 같은 SREBP responsive genes 전사를 조절하여, 암세포에서의 지방 합성에 중요한 역할을 할 것이라고 생각한다.

[영문]

APM-1 (also called Zbtb7c) is a BTB/POZ-domain class, proto-oncogenic transcription factor which shows the highest sequence homology with FBI-1. FBI-1, newly identified proto-oncogene was shown to be expressed, induced during preadipocyte differentiation by promoting growth arrest and terminal differentiation. SREBP-1 is major transcription regulator of adipocyte differentiation and the many genes involved in cholesterol and fatty acid biosynthesis. We investigated whether APM-1 is modulating transcription controlled by SREBPs. APM-1 potently affected transcription activation by SREBP-1 on the artificial pGL2-6x(SRE)-Luc promoter in 293A cells. We found that APM-1 and SREBP-1 interact directly in vivo by co-immunoprecipitation and GST fusion protein pull-down assay. The zinc finger of APM-1 interacts directly with the bZIP DNA binding domain of SREBP-1. EMSA showed that the binding affinity of SREBP-1 to SRE and SRE/E-box is decreased by APM-1. However the interaction between APM-1 and SREBP-1 synergistically activate transcription of FASN gene by promoting GC-box binding of Sp1. We also found that Fatty Acid Synthase promoter, one of the transcriptional target genes of SREBP-1 and central enzyme in lipogenesis, was synergistically activated by APM-1 and SREBP-1. APM-1 is expressed during the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes into adipocytes. Thus, we expected that APM-1 may be one of the important transcription regulators of SREBP-1 responsive genes in cancer and adipose tissue.