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G domain dimerization controls dynamin's assembly-stimulated GTPase activity

机译：G结构域二聚化控制动力蛋白的组装刺激的GTPase活性

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Dynamin is an atypical GTPase that catalyses membrane fission during clathrin-mediated endocytosis. The mechanisms of dynamin's basal and assembly-stimulated GTP hydrolysis are unknown, though both are indirectly influenced by the GTPase effector domain (GED). Here we present the 2.0 A resolution crystal structure of a human dynamin 1-derived minimal GTPase-GED fusion protein, which was dimeric in the presence of the transition state mimic GDP.AIF_4~-. The structure reveals dynamin's catalytic machinery and explains how assembly-stimulated GTP hydrolysis is achieved through G domain dimerization. A sodium ion present in the active site suggests that dynamin uses a cation to compensate for the developing negative charge in the transition state in the absence of an arginine finger. Structural comparison to the rat dynamin G domain reveals key conformational changes that promote G domain dimerization and stimulated hydrolysis. The structure of the GTPase-GED fusion protein dimer provides insight into the mechanisms underlying dynamin-catalysed membrane fission.
机译：动力蛋白是一种非典型的GTP酶，在网格蛋白介导的内吞过程中催化膜裂变。动力蛋白的基础和组装刺激的GTP水解的机制是未知的，尽管两者都受到GTPase效应子域（GED）的间接影响。在这里，我们介绍了人类动力蛋白1衍生的最小GTPase-GED融合蛋白的2.0 A分辨率晶体结构，该蛋白在过渡态模拟GDP.AIF_4〜-的存在下为二聚体。该结构揭示了动力蛋白的催化机理，并解释了如何通过G结构域二聚作用实现组装刺激的GTP水解。活性位点中存在的钠离子表明，在没有精氨酸指的情况下，dynamin使用阳离子来补偿过渡态中逐渐发展的负电荷。与大鼠动态G结构域的结构比较揭示了关键的构象变化，可促进G结构域二聚化和刺激的水解。 GTPase-GED融合蛋白二聚体的结构提供了对动力分子催化的膜裂变潜在机制的深入了解。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2010年第7297期|p.435-440|共6页
  • 作者

    Joshua S. Chappie; Sharmistha Acharya; Marilyn Leonard; Sandra L. Schmid; Fred Dyda;

  • 作者单位

    Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIH, Bethesda, Maryland 20892, USA Department of Cell Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, California 92037, USA;

    Department of Cell Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, California 92037, USA;

    Department of Cell Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, California 92037, USA;

    Department of Cell Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, California 92037, USA;

    Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIH, Bethesda, Maryland 20892, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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