An allosteric switch regulates <i>Mycobacterium tuberculosis</i> ClpP1P2 protease function as established by cryo-EM and methyl-TROSY NMR
Notice bibliographique
Résumé
The 300-kDa ClpP1P2 protease from Mycobacterium tuberculosis collaborates with the AAA+ (ATPases associated with a variety of cellular activities) unfoldases, ClpC1 and ClpX, to degrade substrate proteins. Unlike in other bacteria, all of the components of the Clp system are essential for growth and virulence of mycobacteria, and their inhibitors show promise as antibiotics. MtClpP1P2 is unique in that it contains a pair of distinct ClpP1 and ClpP2 rings and also requires the presence of activator peptides, such as benzoyl-leucyl-leucine (Bz-LL), for function. Understanding the structural basis for this requirement has been elusive but is critical for the rational design and improvement of antituberculosis (anti-TB) therapeutics that target the Clp system. Here, we present a combined biophysical and biochemical study to explore the structure–dynamics–function relationship in MtClpP1P2. Electron cryomicroscopy (cryo-EM) structures of apo and acyldepsipeptide-bound MtClpP1P2 explain their lack of activity by showing loss of a key β-sheet in a sequence known as the handle region that is critical for the proper formation of the catalytic triad. Methyl transverse relaxation-optimized spectroscopy (TROSY)-based NMR, cryo-EM, and biochemical assays show that, on binding Bz-LL or covalent inhibitors, MtClpP1P2 undergoes a conformational change from an inactive compact state to an active extended structure that can be explained by a modified Monod–Wyman–Changeux model. Our study establishes a critical role for the handle region as an on/off switch for function and shows extensive allosteric interactions involving both intra- and interring communication that regulate MtClpP1P2 activity and that can potentially be exploited by small molecules to target M. tuberculosis .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».