Structural basis for phosphodependent substrate selection and orientation by the SCFCdc4 ubiquitin ligase
Structural basis for phosphodependent substrate selection and orientation by the SCFCdc4 ubiquitin ligase
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DOI：
10.1016/s0092-8674(03)00034-5
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发表时间：
2003-01-24
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Sicheri, F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Orlicky, S;Tang, XJ;Sicheri, F
细胞周期进展取决于泛素系统对细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶 (CDK) 抑制剂的精确消除。 SCFCdc4 泛素连接酶在 S 期开始时消除 CDK 抑制剂 Sic1 需要 Sic1 的 9 个 Cdc4 磷酸化蛋白 (CPD) 位点中的至少 6 个位点被磷酸化。 Skp1-Cdc4 复合物与人细胞周期蛋白 E 的高亲和力 CPD 磷酸肽结合的 2.7 埃 X 射线晶体结构揭示了核心 CPD 基序 Leu-Leu-pThr-Pro，与 Cdc4 中的八叶片 WD40 螺旋桨结构域结合。 Sic1 中每个 CPD 基序的低亲和力反映了与 Cdc4 结合位点的一个或多个元件的结构不一致。对 Cdc4 进行重新设计以减少针对 Sic1 序列的选择，从而允许较低磷酸化形式的 Sic1 泛素化。这些特征解释了 Sic1 识别中观察到的磷酸化阈值，并表明 Cdc4 中的单个受体位点与 Sic1 中的多个低亲和力 CPD 位点之间存在平衡结合模式。
Cell cycle progression depends on precise elimination of cyclins and cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitors by the ubiquitin system. Elimination of the CDK inhibitor Sic1 by the SCFCdc4 ubiquitin ligase at the onset of S phase requires phosphorylation of Sic1 on at least six of its nine Cdc4-phosphodegron (CPD) sites. A 2.7 Angstrom X-ray crystal structure of a Skp1-Cdc4 complex bound to a high-affinity CPD phosphopeptide from human cyclin E reveals a core CPD motif, Leu-Leu-pThr-Pro, bound to an eight-bladed WD40 propeller domain in Cdc4. The low affinity of each CPD motif in Sic1 reflects structural discordance with one or more elements of the Cdc4 binding site. Reengineering of Cdc4 to reduce selection against Sic1 sequences allows ubiquitination of lower phosphorylated forms of Sic1. These features account for the observed phosphorylation threshold in Sic1 recognition and suggest an equilibrium binding mode between a single receptor site in Cdc4 and multiple low-affinity CPD sites in Sic1.