Transmembrane domain is crucial for high-order oligomerization of syndecan-3

Abstract

Syndecans are cell surface single-pass transmembrane proteins which are involved in various cellular functions. It is known that syndecans form homo-, hetero-dimer through transmembrane domain and the extent of dimerization affects intracellular signaling. However, little has been known about transmembrane domain of syndecan-3. In this research, it is discovered that syndecan-3 forms SDS-resistant higher-order oligomerization through transmembrane domain and alanine, located nearby GxxxG motif, has a crucial role to maintain oligomer among 25 hydrophobic transmembrane amino acids. Moreover, the pattern of higher-order oligomerization has an influence to regulate cellular functions such as migration in neuroblastoma. In conclusion, syndecan-3 has a distinct feature of higher-order oligomerization through transmembrane domain in constrast with other syndecan family proteins. In this transmembrane domain, alanine is a key amino acid which has an ability to form oligomer and the pattern of oligomerization in syndecan-3 is linked to cell behavior.;Syndecan은 세포막을 한번 관통하는 세포 표면 단백질로서, 다양한 세포의 기능에 관여하고 있다고 알려져 있으며, 막도메인을 통한 동형 또는 이형 이합체를 이루어 외부의 신호 자극을 세포 내부로 전달한다는 연구가 진행되어 있다. 그렇지만 syndecan-3의 막도메인에 대한 연구는 거의 진행된 바가 없기에 본 논문에서 syndecan-3의 막도메인을 통한 올리고머 형성에 대해 연구하였다. 먼저, syndecan-3의 경우 많이 알려져 있는 syndecan-2, 4와는 다르게 SDS(sodium dodecyl sulfate)에 저항적인 올리고머 형성이 이합체 수준을 넘어 4합체, 6합체에 이르는 거대 올리고머를 형성하는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 올리고머 형성에는 막도메인이 결정적으로 역할을 하며 막도메인을 이루는 25개 아미노산 중에서도 GxxxG 모티프와 가까이 위치하고 있는 알라닌이 특히 중요하다는 것을 확인하였다. 더 나아가 이러한 SDS 저항적인 syndecan-3 올리고머 형성 정도는 세포 이동성의 차이를 가지고 오는 것을 확인하였다. 결론적으로, syndecan-3이 가지고 있는 고유의 거대 올리고머 형성 능력은 막도메인 중에서도 알라닌이 중요하게 작용하며 세포 내부에서 이러한 올리고머의 유지는 세포 기능을 변화시킬 수 있음을 알 수 있었다.