An intramolecular salt bridge drives the soluble domain of GTP-bound atlastin into the postfusion conformation.
An intramolecular salt bridge drives the soluble domain of GTP-bound atlastin into the postfusion conformation.
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DOI：
10.1083/jcb.201105006
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发表时间：
2011-11-14
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lee TH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Morin-Leisk J;Saini SG;Meng X;Makhov AM;Zhang P;Lee TH
在 ER 小管融合之前，atlastin GTP 酶会经历由分子内盐桥介导的“融合前”到“融合后”的构象变化。内质网 (ER) 网络分支需要由阿特拉斯汀 (ATL) 鸟苷三磷酸酶 (GTPase) 介导的同型束缚和小管融合。最近对 ATL 可溶结构域的结构研究揭示了两个二聚体构象异构体，它们被认为对应于束缚的融合前状态和融合后状态。融合前构象异构体如何转变为融合后构象异构体尚不清楚。在本文中，我们鉴定了由 GTPase 结构域外部靠近旋转点的两个残基介导的分子内盐桥，该盐桥将融合前二聚体转化为融合后状态。任一残基的电荷反转都会阻止 ER 网络分支，而补偿性电荷反转以重新建立静电吸引力恢复功能。使用可溶性结构域的体外测定表明，盐桥对于 GTP 结合和水解来说是可有可无的，但对于形成融合后二聚体是必需的。出乎意料的是，当与不可水解的 GTP 类似物鸟苷 5'-[β,γ-亚氨基]三磷酸结合时，可溶性结构域实现了融合后构象，这表明从融合前到融合后的构象变化可能不需要核苷酸水解。
Before ER tubule fusion, the atlastin GTPase undergoes a “prefusion” to “postfusion” conformational change that is mediated by an intramolecular salt bridge. Endoplasmic reticulum (ER) network branching requires homotypic tethering and fusion of tubules mediated by the atlastin (ATL) guanosine triphosphatase (GTPase). Recent structural studies on the ATL soluble domain reveal two dimeric conformers proposed to correspond to a tethered prefusion state and a postfusion state. How the prefusion conformer transitions to the postfusion conformer is unknown. In this paper, we identify an intramolecular salt bridge mediated by two residues outside the GTPase domain near the point of rotation that converts the prefusion dimer to the postfusion state. Charge reversal of either residue blocked ER network branching, whereas a compensatory charge reversal to reestablish electrostatic attraction restored function. In vitro assays using the soluble domain revealed that the salt bridge was dispensable for GTP binding and hydrolysis but was required for forming the postfusion dimer. Unexpectedly, the postfusion conformation of the soluble domain was achieved when bound to the nonhydrolyzable GTP analogue guanosine 5′-[β,γ-imido]triphosphate, suggesting that nucleotide hydrolysis might not be required for the prefusion to postfusion conformational change.
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