Clamping, bending, and twisting inter-domain motions in the misfold-recognizing portion of UDP-glucose: Glycoprotein glucosyltransferase

Autores
Modenutti, Carlos Pablo; Blanco Capurro, Juan Ignacio; Ibba, Roberta; Alonzi, Dominic S.; Song, Mauro Nicolas; Vasiljević, Snežana; Kumar, Abhinav; Chandran, Anu V.; Tax, Gabor; Marti, Lucia; Hill, Johan C.; Lia, Andrea; Hensen, Mario; Waksman, Thomas; Rushton, Jonathan; Rubichi, Simone; Santino, Angelo; Marti, Marcelo Adrian; Zitzmann, Nicole; Roversi, Pietro
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
UDP-glucose:glycoprotein glucosyltransferase (UGGT) flags misfolded glycoproteins for ER retention. We report crystal structures of full-length Chaetomium thermophilum UGGT (CtUGGT), two CtUGGT double-cysteine mutants, and its TRXL2 domain truncation (CtUGGT-ΔTRXL2). CtUGGT molecular dynamics (MD) simulations capture extended conformations and reveal clamping, bending, and twisting inter-domain movements. We name “Parodi limit” the maximum distance on the same glycoprotein between a site of misfolding and an N-linked glycan that can be reglucosylated by monomeric UGGT in vitro, in response to recognition of misfold at that site. Based on the MD simulations, we estimate the Parodi limit as around 70–80 Å. Frequency distributions of distances between glycoprotein residues and their closest N-linked glycosylation sites in glycoprotein crystal structures suggests relevance of the Parodi limit to UGGT activity in vivo. Our data support a “one-size-fits-all adjustable spanner” UGGT substrate recognition model, with an essential role for the UGGT TRXL2 domain.
Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Blanco Capurro, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Ibba, Roberta. Università degli Studi di Sassari; Italia. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Alonzi, Dominic S.. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Song, Mauro Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Vasiljević, Snežana. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Kumar, Abhinav. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Chandran, Anu V.. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Tax, Gabor. University of Leicester; Reino Unido
Fil: Marti, Lucia. Institute of Sciences of Food Production; Italia
Fil: Hill, Johan C.. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Lia, Andrea. University of Leicester; Reino Unido. Istituto Di Scienze Delle Produzioni Alimentari; Italia. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Hensen, Mario. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Waksman, Thomas. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Rushton, Jonathan. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Rubichi, Simone. University of Oxford; Reino Unido. Istituto Di Scienze Delle Produzioni Alimentari; Italia
Fil: Santino, Angelo. Istituto Di Scienze Delle Produzioni Alimentari; Italia
Fil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Zitzmann, Nicole. University of Oxford; Reino Unido
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
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CtUGGT molecular dynamics (MD) simulations capture extended conformations and reveal clamping, bending, and twisting inter-domain movements. We name “Parodi limit” the maximum distance on the same glycoprotein between a site of misfolding and an N-linked glycan that can be reglucosylated by monomeric UGGT in vitro, in response to recognition of misfold at that site. Based on the MD simulations, we estimate the Parodi limit as around 70–80 Å. Frequency distributions of distances between glycoprotein residues and their closest N-linked glycosylation sites in glycoprotein crystal structures suggests relevance of the Parodi limit to UGGT activity in vivo. Our data support a “one-size-fits-all adjustable spanner” UGGT substrate recognition model, with an essential role for the UGGT TRXL2 domain.Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Blanco Capurro, Juan Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Ibba, Roberta. Università degli Studi di Sassari; Italia. University of Oxford; Reino UnidoFil: Alonzi, Dominic S.. University of Oxford; Reino UnidoFil: Song, Mauro Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Vasiljević, Snežana. University of Oxford; Reino UnidoFil: Kumar, Abhinav. University of Oxford; Reino UnidoFil: Chandran, Anu V.. University of Oxford; Reino UnidoFil: Tax, Gabor. University of Leicester; Reino UnidoFil: Marti, Lucia. Institute of Sciences of Food Production; ItaliaFil: Hill, Johan C.. University of Oxford; Reino UnidoFil: Lia, Andrea. University of Leicester; Reino Unido. Istituto Di Scienze Delle Produzioni Alimentari; Italia. 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Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
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