Conformational switching in the coiled-coil domains of a proteasomal ATPase regulates substrate processing.
Conformational switching in the coiled-coil domains of a proteasomal ATPase regulates substrate processing.
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DOI：
10.1038/s41467-018-04731-6
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发表时间：
2018-06-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Smith DM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Snoberger A;Brettrager EJ;Smith DM
在生命的所有领域中，蛋白质的降解都需要ATPase来展开并将蛋白质注入到分隔的蛋白水解室中。真核生物和古生物中的蛋白酶体ATPase含有鲜为人知的N末端保守的螺旋卷曲结构域。在这项研究中，我们在古生菌蛋白酶体ATPase(PAN)的卷曲线圈中设计了二硫键交联键，并报道了它的三个相同的卷曲结构域可以采用三种不同的构象：(1)注册内和压缩，(2)注册内和部分非压缩，以及(3)注册外。这种构象异质性与PAN对称的OB卷曲螺旋晶体结构相冲突，但与26S蛋白酶体ATPase卷曲螺旋的构象不均一性相似。此外，我们发现，即使在展开衬底时，一个盘绕线圈也可以受到构象约束，并且两个盘绕线圈中的构象变化调节了PAN在静止状态和活动状态之间的切换。这种转换在功能上模仿了为来自Cryo-EM的26S蛋白酶体提出的类似状态。因此，这些发现建立了一个机制框架来理解蛋白酶体活动的调节。蛋白酶体ATPase含有重要的卷曲结构域，其作用机制尚不完全清楚。在这里，作者提供了三种不同的CC构象的证据，表明CC构象变化使ATPase能够在活动状态和静止状态之间切换。
Protein degradation in all domains of life requires ATPases that unfold and inject proteins into compartmentalized proteolytic chambers. Proteasomal ATPases in eukaryotes and archaea contain poorly understood N-terminally conserved coiled-coil domains. In this study, we engineer disulfide crosslinks in the coiled-coils of the archaeal proteasomal ATPase (PAN) and report that its three identical coiled-coil domains can adopt three different conformations: (1) in-register and zipped, (2) in-register and partially unzipped, and (3) out-of-register. This conformational heterogeneity conflicts with PAN’s symmetrical OB-coiled-coil crystal structure but resembles the conformational heterogeneity of the 26S proteasomal ATPases’ coiled-coils. Furthermore, we find that one coiled-coil can be conformationally constrained even while unfolding substrates, and conformational changes in two of the coiled-coils regulate PAN switching between resting and active states. This switching functionally mimics similar states proposed for the 26S proteasome from cryo-EM. These findings thus build a mechanistic framework to understand regulation of proteasome activity. Proteasomal ATPases contain functionally important coiled-coil (CC) domains, the mechanistic role of which is not fully understood. Here, the authors provide evidence for three distinct CC conformations, showing that CC conformational changes enable ATPases to switch between active and resting states.
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26S蛋白酶体的ATPase亚基的N末端卷曲线圈结构对于蛋白酶体功能至关重要。
影响因子：
3.7
作者：
Inobe T;Genmei R
通讯作者：
Genmei R
影响因子：
64.8
作者：
Macheboeuf, Pauline;Buffalo, Cosmo;Fu, Chi-yu;Zinkernagel, Annelies S.;Cole, Jason N.;Johnson, John E.;Nizet, Victor;Ghosh, Partho
通讯作者：
Ghosh, Partho
影响因子：
16.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
21.3
作者：
Benaroudj, N;Goldberg, AL
通讯作者：
Goldberg, AL
人类26S蛋白酶体动态调控的结构基础
DOI：
10.1073/pnas.1614614113
发表时间：
2016-11-15
影响因子：
11.1
作者：
Chen, Shuobing;Wu, Jiayi;Mao, Youdong
通讯作者：
Mao, Youdong