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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