Structure of the mitochondrial inner membrane AAA+ protease YME1 gives insight into substrate processing.
Structure of the mitochondrial inner membrane AAA+ protease YME1 gives insight into substrate processing.
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DOI：
10.1126/science.aao0464
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发表时间：
2017-11-03
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lander GC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Puchades C;Rampello AJ;Shin M;Giuliano CJ;Wiseman RL;Glynn SE;Lander GC
我们提出了第一个原子模型的底物结合的线粒体内膜AAA+质量控制蛋白酶，YME 1。我们的~3.4 μ m cryo-EM结构揭示了ATP酶如何形成一个封闭的螺旋楼梯，环绕着一个未折叠的底物，将其导向平坦的对称蛋白酶环。重要的是，该结构揭示了三种共存的核苷酸状态如何变构诱导酪氨酸在中央通道中的不同定位，从而导致底物接合和易位到带负电荷的蛋白水解室。保守残基网络的这种紧密协调定义了导致逐步底物易位的顺序的、环绕环的ATP水解循环。此外，我们确定了一个铰链样接头，可容纳大规模的核苷酸驱动的运动的ATP酶螺旋独立的连续平面蛋白水解基地。这些结果定义了线粒体内膜AAA+蛋白酶的第一个分子机制，并揭示了其他AAA+ ATP酶可能保守的易位机制。
We present the first atomic model of a substrate-bound inner mitochondrial membrane AAA+ quality control protease, YME1. Our ~3.4 Å cryo-EM structure reveals how the ATPases form a closed spiral staircase encircling an unfolded substrate, directing it toward the flat, symmetric protease ring. Importantly, the structure reveals how three coexisting nucleotide states allosterically induce distinct positioning of tyrosines in the central channel, resulting in substrate engagement and translocation to the negatively charged proteolytic chamber. This tight coordination by a network of conserved residues defines a sequential, around-the-ring ATP hydrolysis cycle that results in step-wise substrate translocation. Furthermore, we identify a hinge-like linker that accommodates the large-scale nucleotide-driven motions of the ATPase spiral independently of the contiguous planar proteolytic base. These results define the first molecular mechanism for a mitochondrial inner membrane AAA+ protease and reveal a translocation mechanism likely conserved for other AAA+ ATPases.
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影响因子：
16
作者：
Augustin, Steffen;Gerdes, Florian;Lee, Sukyeong;Tsai, Francis T. F.;Langer, Thomas;Tatsuta, Takashi
通讯作者：
Tatsuta, Takashi
影响因子：
4.8
作者：
Han, Han;Monroe, Nicole;Hill, Christopher P.
通讯作者：
Hill, Christopher P.
影响因子：
64.8
作者：
Lander, Gabriel C.;Estrin, Eric;Matyskiela, Mary E.;Bashore, Charlene;Nogales, Eva;Martin, Andreas
通讯作者：
Martin, Andreas
DOI：
10.1073/pnas.0911937106
发表时间：
2009-12-29
影响因子：
11.1
作者：
Hoskins, Joel R.;Doyle, Shannon M.;Wickner, Sue
通讯作者：
Wickner, Sue
影响因子：
64.5
作者：
Glynn SE;Martin A;Nager AR;Baker TA;Sauer RT
通讯作者：
Sauer RT