The pathogenic T42A mutation in SHP2 rewires the interaction specificity of its N-terminal regulatory domain
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Mutations in the tyrosine phosphatase SHP2 are associated with a variety of human diseases. Most mutations in SHP2 increase its basal catalytic activity by disrupting auto-inhibitory interactions between its phosphatase domain and N-terminal SH2 (phosphotyrosine recognition) domain. By contrast, some disease-associated mutations located in the ligand-binding pockets of the N- or C- terminal SH2 domains do not increase basal activity and likely exert their pathogenicity through alternative mechanisms. We lack a molecular understanding of how these SH2 mutations impact SHP2 structure, activity, and signaling. Here, we characterize five SHP2 SH2 domain ligand-binding pocket mutants through a combination of high-throughput biochemical screens, biophysical and biochemical measurements, and molecular dynamics simulations. We show that, while some of these mutations alter binding affinity to phosphorylation sites, the T42A mutation in the N-SH2 domain is unique in that it also substantially alters ligand-binding specificity, despite being 8-10 Å from the specificity-determining region of the SH2 domain. This mutation exerts its effect on sequence specificity by remodeling the phosphotyrosine binding pocket, altering the mode of engagement of both the phosphotyrosine and surrounding residues on the ligand. The functional consequence of this altered specificity is that the T42A mutant has biased sensitivity toward a subset of activating ligands and enhances downstream signaling. Our study highlights an example of a nuanced mechanism of action for a disease-associated mutation, characterized by a change in protein-protein interaction specificity that alters enzyme activation. Significance Statement The protein tyrosine phosphatase SHP2 is mutated in a variety of human diseases, including several cancers and developmental disorders. Most mutations in SHP2 hyperactivate the enzyme by destabilizing its auto-inhibited state, but several disease-associated mutations do not conform to this mechanism. We show that one such mutation, T42A, alters the ligand binding specificity of the N-terminal regulatory domain of SHP2, causing the mutant phosphatase to be more readily activated by certain upstream signals than the wild-type phosphatase. Our findings reveal a novel mode of SHP2 dysregulation that will improve our understanding of pathogenic signaling. Our study also illustrates how mutations distal to the specificity-determining region of a protein can alter ligand binding specificity.
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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 | 0,001 |
| 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.
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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 ».