Mechanism of allosteric activation in human mitochondrial ClpP protease
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Notice bibliographique
Résumé
Human ClpP protease contributes to mitochondrial protein quality control by degrading misfolded proteins. ClpP is overexpressed in cancers such as acute myeloid leukemia (AML), where its inhibition leads to the accumulation of damaged respiratory chain subunits and cell death. Conversely, hyperactivating ClpP with small-molecule activators, such as the recently discovered ONC201, disrupts mitochondrial protein degradation and impairs respiration in cancer cells. Despite its critical role in human health, the mechanism underlying the structural and functional properties of human ClpP remains elusive. Notably, human ClpP is paradoxically activated by active-site inhibitors. All available structures of human ClpP published to date are in the inactive compact or compressed states, surprisingly even when ClpP is bound to an activator molecule such as ONC201. Here, we present structures of human mitochondrial ClpP in the active extended state, including a pair of structures where ClpP is bound to an active-site inhibitor. We demonstrate that amino acid substitutions in the handle region (A192E and E196R) recreate a conserved salt bridge found in bacterial ClpP, stabilizing the extended active state and significantly enhancing ClpP activity. We elucidate the ClpP activation mechanism, highlighting a hormetic effect where substoichiometric inhibitor binding triggers an allosteric transition that drives ClpP into its active extended state. Our findings link the conformational dynamics of ClpP to its catalytic function and provide high-resolution structures for the rational design of potent and specific ClpP inhibitors, with implications for targeting AML and other disorders with ClpP involvement.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 découle