A single N-terminal phosphomimic disrupts TDP-43 polymerization, phase separation, and RNA splicing.
A single N-terminal phosphomimic disrupts TDP-43 polymerization, phase separation, and RNA splicing.
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DOI：
10.15252/embj.201797452
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发表时间：
2018-03-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Fawzi NL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang A;Conicella AE;Schmidt HB;Martin EW;Rhoads SN;Reeb AN;Nourse A;Ramirez Montero D;Ryan VH;Rohatgi R;Shewmaker F;Naik MT;Mittag T;Ayala YM;Fawzi NL
TDP-43 是一种在剪接中具有活性的 RNA 结合蛋白，在肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 和阿尔茨海默病中浓缩成无膜核糖核蛋白颗粒并形成聚集体。尽管 TDP-43 因其介导 ALS 包涵体的主要无序 C 端结构域而闻名，但它具有球状 N 端结构域 (NTD)。在这里，我们展示了 TDP-43 NTD 组装成头尾相连的线性链，并且 S48 处的拟磷化物取代会破坏 TDP-43 聚合物组装，阻碍体外液-液相分离 (LLPS)，使细胞中液-液相分离的核 TDP-43 报告结构流化，并破坏 RNA 剪接活性。最后，我们展示了由两个工程变体组成的头尾 NTD 二聚体的溶液 NMR 结构，这些变体允许天然聚合界面饱和，同时破坏高阶聚合。这些数据为折叠良好的 TDP-43 NTD 在剪接中的既定机制作用提供了结构细节，并将该功能与 LLPS 联系起来。此外，这里开发的 TDP-43 全长蛋白的融合标签溶解重组形式将使未来能够对 TDP-43 功能和相互作用进行相分离和体外生化测定，而这些功能和相互作用在过去因 TDP-43 聚集而受到阻碍。
TDP‐43 is an RNA‐binding protein active in splicing that concentrates into membraneless ribonucleoprotein granules and forms aggregates in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Alzheimer's disease. Although best known for its predominantly disordered C‐terminal domain which mediates ALS inclusions, TDP‐43 has a globular N‐terminal domain (NTD). Here, we show that TDP‐43 NTD assembles into head‐to‐tail linear chains and that phosphomimetic substitution at S48 disrupts TDP‐43 polymeric assembly, discourages liquid–liquid phase separation (LLPS) in vitro, fluidizes liquid–liquid phase separated nuclear TDP‐43 reporter constructs in cells, and disrupts RNA splicing activity. Finally, we present the solution NMR structure of a head‐to‐tail NTD dimer comprised of two engineered variants that allow saturation of the native polymerization interface while disrupting higher‐order polymerization. These data provide structural detail for the established mechanistic role of the well‐folded TDP‐43 NTD in splicing and link this function to LLPS. In addition, the fusion‐tag solubilized, recombinant form of TDP‐43 full‐length protein developed here will enable future phase separation and in vitro biochemical assays on TDP‐43 function and interactions that have been hampered in the past by TDP‐43 aggregation.
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影响因子：
64.5
作者：
Feric M;Vaidya N;Harmon TS;Mitrea DM;Zhu L;Richardson TM;Kriwacki RW;Pappu RV;Brangwynne CP
通讯作者：
Brangwynne CP
影响因子：
16.2
作者：
Alami NH;Smith RB;Carrasco MA;Williams LA;Winborn CS;Han SSW;Kiskinis E;Winborn B;Freibaum BD;Kanagaraj A;Clare AJ;Badders NM;Bilican B;Chaum E;Chandran S;Shaw CE;Eggan KC;Maniatis T;Taylor JP
通讯作者：
Taylor JP
影响因子：
14.9
作者：
Hornbeck PV;Zhang B;Murray B;Kornhauser JM;Latham V;Skrzypek E
通讯作者：
Skrzypek E
DOI：
10.1016/j.bbrc.2012.07.071
发表时间：
2012-08-24
影响因子：
3.1
作者：
Chang, Chung-ke;Wu, Tzong-Huah;Huang, Joseph Jen-Tse
通讯作者：
Huang, Joseph Jen-Tse
影响因子：
2.7
作者：
DELAGLIO, F;GRZESIEK, S;BAX, A
通讯作者：
BAX, A