The N-terminal dimerization is required for TDP-43 splicing activity.
The N-terminal dimerization is required for TDP-43 splicing activity.
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TDP-43 剪接活性需要 N 端二聚化
DOI：
10.1038/s41598-017-06263-3
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发表时间：
2017-07-21
影响因子：
4.6
通讯作者：
Hu HY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang LL;Xue W;Hong JY;Zhang JT;Li MJ;Yu SN;He JH;Hu HY
TDP - 43是一种核因子，在促进前体mRNA剪接中发挥作用。N末端结构域（NTD）和核定位信号（NLS）的缺失（即TDP - 35）会导致错误定位到细胞质并形成包涵体。然而，NTD在TDP - 43活性和蛋白质病中如何发挥作用在很大程度上仍然未知。在此，我们利用生化和生物物理方法研究了NTD在TDP - 43包涵体形成和前体mRNA剪接中的结构和功能。我们发现TDP - 43的NTD在溶液中以浓度依赖的方式形成同源二聚体，并且分子间二硫键的形成导致进一步的四聚体化。基于TDP - 43 NTD的核磁共振结构，通过诱变和尺寸排阻色谱法确定了以β7链周围的Leu71和Val72为中心的二聚化界面。细胞实验表明，N末端二聚化在保护TDP - 43防止细胞质包涵体形成以及增强TDP - 43在细胞核中的前体mRNA剪接活性方面发挥作用。这项研究可能为TDP - 43的生理功能及其相关蛋白质病提供机制方面的见解。
TDP-43 is a nuclear factor that functions in promoting pre-mRNA splicing. Deletion of the N-terminal domain (NTD) and nuclear localization signal (NLS) (i.e., TDP-35) results in mislocalization to cytoplasm and formation of inclusions. However, how the NTD functions in TDP-43 activity and proteinopathy remains largely unknown. Here, we studied the structure and function of the NTD in inclusion formation and pre-mRNA splicing of TDP-43 by using biochemical and biophysical approaches. We found that TDP-43 NTD forms a homodimer in solution in a concentration-dependent manner, and formation of intermolecular disulfide results in further tetramerization. Based on the NMR structure of TDP-43 NTD, the dimerization interface centered on Leu71 and Val72 around the β7-strand was defined by mutagenesis and size-exclusion chromatography. Cell experiments revealed that the N-terminal dimerization plays roles in protecting TDP-43 against formation of cytoplasmic inclusions and enhancing pre-mRNA splicing activity of TDP-43 in nucleus. This study may provide mechanistic insights into the physiological function of TDP-43 and its related proteinopathies.
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