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Asymmetric ring structure of Vps4 required for ESCRT-III disassembly

Authors :
Elisabetta Boeri-Erba
Yuanfei Wu
Grégory Effantin
Pauline Macheboeuf
Heinrich G. Göttlinger
Winfried Weissenhorn
Patricia Renesto
Christophe Caillat
Andrew A. McCarthy
Institut de biologie structurale [1992-2019] (IBS - UMR 5075 [1992-2019])
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Program in Gene Function and Expression, Program in Molecular Medicine
University of Massachusetts Medical School [Worcester] (UMASS)
University of Massachusetts System (UMASS)-University of Massachusetts System (UMASS)
Thérapeutique Recombinante Expérimentale [?-2015] (TIMC-TheREx [?-2015])
Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 [2011-2015] (TIMC [2011-2015])
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMAG-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMAG-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)
Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 )
European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL)
Thérapeutique Recombinante Expérimentale (TIMC-IMAG-TheREx)
Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Source :
Nature Communications, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6 (1), ⟨10.1038/ncomms9781⟩, Nature Communications, 2015, 6 (1), pp.8781. ⟨10.1038/ncomms9781⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6 (1), pp.8781. ⟨10.1038/ncomms9781⟩, 'Nature Communications ', vol: 6, pages: 8781-1-8781-12 (2015)
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

The vacuolar protein sorting 4 AAA–ATPase (Vps4) recycles endosomal sorting complexes required for transport (ESCRT-III) polymers from cellular membranes. Here we present a 3.6-Å X-ray structure of ring-shaped Vps4 from Metallosphera sedula (MsVps4), seen as an asymmetric pseudohexamer. Conserved key interface residues are shown to be important for MsVps4 assembly, ATPase activity in vitro, ESCRT-III disassembly in vitro and HIV-1 budding. ADP binding leads to conformational changes within the protomer, which might propagate within the ring structure. All ATP-binding sites are accessible and the pseudohexamer binds six ATP with micromolar affinity in vitro. In contrast, ADP occupies one high-affinity and five low-affinity binding sites in vitro, consistent with conformational asymmetry induced on ATP hydrolysis. The structure represents a snapshot of an assembled Vps4 conformation and provides insight into the molecular motions the ring structure undergoes in a concerted action to couple ATP hydrolysis to ESCRT-III substrate disassembly.<br />Vps4 is a AAA+ family protein involved in the disassembly of ESCRT-III polymers during membrane fission events such as occur during HIV budding. Here the authors propose a structure-based model of how the conformational flexibility of Vps4 can be translated into mechanical forces to disassemble ESCRT-III during membrane fission.

Details

Language :
English
ISSN :
20411723
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Communications, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6 (1), ⟨10.1038/ncomms9781⟩, Nature Communications, 2015, 6 (1), pp.8781. ⟨10.1038/ncomms9781⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 6 (1), pp.8781. ⟨10.1038/ncomms9781⟩, 'Nature Communications ', vol: 6, pages: 8781-1-8781-12 (2015)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4412da8e160ef42409b63eab47c304c1
Full Text :
https://doi.org/10.1038/ncomms9781⟩