Diverse cytomotive actins and tubulins share a polymerization switch mechanism conferring robust dynamics.
Diverse cytomotive actins and tubulins share a polymerization switch mechanism conferring robust dynamics.
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DOI：
10.1126/sciadv.adf3021
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发表时间：
2023-03-29
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Lowe, Jan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wagstaff, James Mark;Planelles-Herrero, Vicente Jose;Sharov, Grigory;Alnami, Aisha;Kozielski, Frank;Derivery, Emmanuel;Lowe, Jan
蛋白质丝被用来以多种方式组织细胞内的其他分子。一些细丝形成蛋白将核苷酸的水解与其聚合循环相结合，从而为其他分子的运动提供动力。这些细丝被称为细胞运动。只有肌动蛋白和微管蛋白超家族的成员才能形成细胞动丝。我们通过对来自生命之树的肌动蛋白和微管蛋白同源物聚合循环的结构研究，检验了细胞活性的基础。我们分析了已发表的数据，并进行了结构实验，旨在解开这些复杂的细丝系统的功能成分。我们的分析表明，细胞型肌动蛋白和微管蛋白之间存在共享的亚基聚合开关，即亚基开关在组装成细丝时的构象。这些细胞运动开关可以使细胞运动行为所需的动力学和结构极性耦合，并确保单个细胞运动细丝不会分离，从而解释细丝的稳健性。肌动蛋白和微管蛋白样蛋白的结构揭示了聚合时共享的构象开关，从而实现了细胞动力学。
Protein filaments are used in myriads of ways to organize other molecules within cells. Some filament-forming proteins couple the hydrolysis of nucleotides to their polymerization cycle, thus powering the movement of other molecules. These filaments are termed cytomotive. Only members of the actin and tubulin protein superfamilies are known to form cytomotive filaments. We examined the basis of cytomotivity via structural studies of the polymerization cycles of actin and tubulin homologs from across the tree of life. We analyzed published data and performed structural experiments designed to disentangle functional components of these complex filament systems. Our analysis demonstrates the existence of shared subunit polymerization switches among both cytomotive actins and tubulins, i.e., the conformation of subunits switches upon assembly into filaments. These cytomotive switches can explain filament robustness, by enabling the coupling of kinetic and structural polarities required for cytomotive behaviors and by ensuring that single cytomotive filaments do not fall apart. Actin- and tubulin-like protein structures reveal shared conformation switches upon polymerisation, enabling cytomotive dynamics.
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影响因子：
64.8
作者：
Bharat, Tanmay A. M.;Murshudov, Garib N.;Sachse, Carsten;Loewe, Jan
通讯作者：
Loewe, Jan
DOI：
10.1107/s2059798318006551
发表时间：
2018-06-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Poon BK;Read RJ;Sobolev OV;Terwilliger TC;Urzhumtsev A;Adams PD
通讯作者：
Adams PD
影响因子：
48
作者：
Bepler, Tristan;Morin, Andrew;Berger, Bonnie
通讯作者：
Berger, Bonnie
DOI：
10.1107/s0907444909042073
发表时间：
2010-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Chen VB;Arendall WB 3rd;Headd JJ;Keedy DA;Immormino RM;Kapral GJ;Murray LW;Richardson JS;Richardson DC
通讯作者：
Richardson DC
影响因子：
5.7
作者：
Campanacci, Valerie;Urvoas, Agathe;Gigant, Benoit
通讯作者：
Gigant, Benoit