Phage display uncovers a sequence motif that drives polypeptide binding to a conserved regulatory exosite of O-GlcNAc transferase
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The modification of nucleocytoplasmic proteins by O-linked N-acetylglucosamine ( O -GlcNAc) is an important regulator of cell physiology. O -GlcNAc is installed on over a thousand proteins by just one enzyme, O -GlcNAc transferase (OGT). How OGT is therefore regulated is therefore a topic of interest. To gain insight into these questions, we used OGT to perform phage display selection from an unbiased library of ∼10 8 peptides of 15 amino acids in length. Following rounds of selection and deep mutational panning we identified a high-fidelity peptide consensus sequence, [Y/F]-x-P-x-Y-x-[I/M/F], that drives peptide binding to OGT. Peptides containing this sequence bind to OGT in the high nanomolar to low micromolar range and inhibit OGT in a non-competitive manner with low micromolar potencies. X-ray structural analyses of OGT in complex with a peptide containing this motif surprisingly revealed binding to an exosite proximal to the active site of OGT. This structure defines the detailed molecular basis driving peptide binding and explains the need for specific residues within the sequence motif. Analysis of the human proteome revealed this motif within 52 nuclear and cytoplasmic proteins. Collectively, these data suggest an unprecedented mode of regulation of OGT by which polypeptides can bind to this exosite to cause allosteric inhibition of OGT through steric occlusion of its active site. We expect these insights will drive improved understanding of the regulation of OGT within cells and enable the development of new chemical tools to exert fine control over OGT activity. SIGNIFICANCE STATEMENT Thousands of proteins within humans are modified by the monosaccharide N-acetylglucosamine (O-GlcNAc). O-GlcNAc regulates cellular physiology and is being pursued to create therapeutics. Remarkably, only one enzyme, O-GlcNAc transferase (OGT), installs O-GlcNAc and its regulation is poorly understood. By affinity selection using a vast peptide library, we uncover an amino acid sequence motif that drives binding of polypeptides to OGT. An OGT-peptide complex shows how this motif binds to an allosteric site proximal to the active site and inhibits OGT in an unprecedented manner. Given the distribution of this sequence motif within the human proteome proteins containing this motif likely regulate the activity of OGT, outlining a new mode by which OGT is controlled and opening new avenues for research.
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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 ».