Towards a Mechanistic Understanding of the Molecular Chaperone Hsp104
Notice bibliographique
Résumé
The AAA+ chaperone Hsp104 mediates the reactivation of aggregated proteins in Saccharomyces cerevisiae and is crucial for cell survival after exposure to stress. Protein disaggregation depends on cooperation between Hsp104 and a cognate Hsp70 chaperone system. Hsp104 forms a hexameric ring with a narrow axial channel penetrating the centre of the complex. In Chapter 2, I show that conserved loops in each AAA+ module that line this channel are required for disaggregation and that the position of these loops is likely determined by the nucleotide bound state of Hsp104. This evidence supports a common protein remodeling mechanism among Hsp100 members in which proteins are unfolded and threaded along the axial channel. In Chapter 3, I use a peptide-based substrate mimetic to reveal other novel features of Hsp104’s disaggregation mechanism. An Hsp104-binding peptide selected from solid phase arrays recapitulated several properties of an authentic Hsp104 substrate. Inactivation of the pore loops in either AAA+ module prevented stable peptide or protein binding. However, when the loop in the first AAA+ was inactivated, stimulation of ATPase turnover in the second AAA+ module of this mutant was abolished. Drawing on these data, I propose a detailed mechanistic model of protein unfolding by Hsp104 in which an initial unstable interaction involving the loop in the first AAA+ module simultaneously promotes penetration of the substrate into the second axial channel binding site and activates ATP turnover in the second AAA+ module. In Chapter 4, I explore the recognition elements within a model Hsp104-binding peptide that are required for rapid binding to Hsp104. Removal of bulky hydrophobic residues and lysines abrogated the ability of this peptide to function as a peptide-based substrate mimetic for Hsp104. Furthermore, rapid binding of a model unfolded protein to Hsp104 required an intact N-terminal domain and ATP binding at the first AAA+ module. Taken together, I have defined numerous structural features within Hsp104 and its model substrates that are crucial for substrate binding and processing by Hsp104. This work provides a theoretical framework that will encourage research in other protein remodeling AAA+ ATPases.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».