Título : Molecular basis of unidirectional information transmission in two-component systems: lessons from the DesK-DesR thermosensor
Autor(es) : Lima, Sofía
Blanco, Juan
Olivieri, Federico
Imelio, Juan Andrés
Carrión, Federico
Alvarez, Beatriz
Buschiazzo, Alejandro
Martí, Marcelo
Trajtenberg, Felipe
Fecha de publicación : 12-nov-2021
Tipo de publicación: Preprint
Areas del conocimiento : Ciencias Naturales y Exactas
Ciencias Biológicas
Bioquímica y Biología Molecular
Biología Celular, Microbiología
Otros descriptores : Fosforilación de proteínas
Biología de sistemas
Cinética enzimática
Regulación alostérica
Equilibrio conformacional
Resumen : Cellular signaling systems transmit information over long distances using allosteric transitions and/or post-translational modifications. In two-component systems the sensor histidine kinase and response regulator are wired through phosphoryl-transfer reactions, using either a uni- or bi-directional transmission mode, allowing to build rich regulatory networks. Using the thermosensor DesK-DesR two-component system from Bacillus subtilis and combining crystal structures, QM/MM calculations and integrative kinetic modeling, we uncover that: i) longer or shorter distances between the phosphoryl-acceptor and -donor residues can shift the phosphoryl-transfer equilibrium; ii) the phosphorylation-dependent dimerization of the regulator acts as a sequestering mechanism by preventing the interaction with the histidine kinase; and iii) the kinase’s intrinsic conformational equilibrium makes the phosphotransferase state unlikely in the absence of histidine phosphorylation, minimizing backwards transmission. These mechanisms allow the system to control the direction of signal transmission in a very efficient way, showcasing the key role that structure-encoded allostery plays in signaling proteins to store and transmit information.
URI / Handle: https://hdl.handle.net/20.500.12381/604
Otros recursos relacionados: https://hdl.handle.net/20.500.12381/602
https://hdl.handle.net/20.500.12381/603
DOI: 10.1101/2021.11.12.468217
Institución responsable del proyecto: Institut Pasteur de Montevideo
Universidad de Buenos Aires
Universidad de la República
Financiadores: Agencia Nacional de Investigación e Innovación
Identificador ANII: FCE_1_2017_1_136291
Nivel de Acceso: Acceso abierto
Licencia CC: Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional. (CC BY-NC-ND)
Aparece en las colecciones: Institut Pasteur de Montevideo

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