Structural and Functional Studies on Hexa EF-hand Calcium Binding Protein Secretagogin

Abstract

Secretagogin (SCGN) is a novel hexa-EF-hand calcium binding protein having 37% and 38% sequence homology to the two hexa-EF-hand proteins calbindin D28K and calretinin, respectively. SCGN is highly expressed in pancreatic β-cell and neuroendocrine tumor, especially in insulinoma cells. In this study, SCGN have been first identified as a polyubiquitinated protein in HEK 293T cells using nanoLC-ESI-q-TOF MS/MS. Biological function of SCGN is known to be involved in insulin secretion, however, the exact mechanism of the functional role in vivo should be further understood. First, the interacting proteins of SCGN were identified in Ca2+ dependent manner in HEK 293T cells. Secondly, the structural changes of SCGN were investigated by calcium binding. It is found that the function of SCGN could be regulated by calcium concentration. Thirdly, multiple post-translational modifications of SCGN were identified using nanoLC-ESI-q-TOF MS/MS. By combining the results of functional and structural studies, it can be suggested that calcium binding to SCGN could alter the post-translational modifications, varied three dimensional structures, and regulate the interacting proteins and its biological functions.;Secretagogin (SCGN)은 새로운 6개의 EF-hand를 가진 칼슘 결합 단백질로서, 다른 두 개의 6개의 EF-hand를 가진 단백질인 calbindin D28K 와 calretinin과 각각 37%, 38% 동일성을 가지고 있다. SCGN은 췌장의 베타세포와 신경내분비세포에 많이 발현되어있고 특히 인슐린종 세포에 특히 많이 있다. 이 연구에서, SCGN은 HEK 293T 세포에서 polyubiquitination된 단백질로 nanoLC-ESI-q-TOF를 이용해 처음으로 밝혀졌다. SCGN의 생물학적 기능은 인슐린 분비와 관련되어있는 것으로 알려져 있지만 생체 내 에서의 기능적 메커니즘은 좀더 연구되어야 한다. 첫째, 칼슘 농도 의존적으로 SCGN과 상호작용하는 단백질이 HEK 293T 세포에서 밝혀졌다. 둘째, SCGN의 칼슘 결합에 의한 구조적 변화가 밝혀졌다. 셋째, SCGN의 복잡한 post-translational modifications이 nanoLC-ESI-q-TOF를 이용해 알려졌다. 기능적이고 구조적인 연구의 결과가 합해짐으로써, SCGN의 칼슘 결합은 post-translational modifications를 바꾸고, 삼차원적 구조를 변화시키고, 상호작용 하는 단백질과 그것의 생물학적인 기능을 조절한다고 추측해볼 수 있다.