Karl, Leonhard A and Galanti, Lorenzo and Bantele, Susanne CS and Metzner, Felix and Šafarić, Barbara and Rajappa, Lional and Foster, Benjamin and Borges Pires, Vanessa and Bansal, Priyanka and Chacin, Erika and Basquin, Jerôme and Duderstadt, Karl E and Kurat, Christoph F and Bartke, Till and Hopfner, Karl-Peter and Pfander, Boris (2023) A SAM-key domain required for enzymatic activity of the Fun30 nucleosome remodeler. Life Science Alliance, 6 (9), e202201790. Rockefeller University Press. doi: 10.26508/lsa.202201790. ISSN 2575-1077.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.26508/lsa.202201790
Abstract
Fun30 is the prototype of the Fun30-SMARCAD1-ETL subfamily of nucleosome remodelers involved in DNA repair and gene silencing. These proteins appear to act as single-subunit nucleosome remodelers, but their molecular mechanisms are, at this point, poorly understood. Using multiple sequence alignment and structure prediction, we identify an evolutionarily conserved domain that is modeled to contain a SAM-like fold with one long, protruding helix, which we term SAM-key. Deletion of the SAM-key within budding yeast Fun30 leads to a defect in DNA repair and gene silencing similar to that of the fun30Δ mutant. In vitro, Fun30 protein lacking the SAM-key is able to bind nucleosomes but is deficient in DNA-stimulated ATPase activity and nucleosome sliding and eviction. A structural model based on AlphaFold2 prediction and verified by crosslinking-MS indicates an interaction of the long SAM-key helix with protrusion I, a subdomain located between the two ATPase lobes that is critical for control of enzymatic activity. Mutation of the interaction interface phenocopies the domain deletion with a lack of DNA-stimulated ATPase activation and a nucleosome-remodeling defect, thereby confirming a role of the SAM-key helix in regulating ATPase activity. Our data thereby demonstrate a central role of the SAM-key domain in mediating the activation of Fun30 catalytic activity, thus highlighting the importance of allosteric activation for this class of enzymes.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/196259/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | A SAM-key domain required for enzymatic activity of the Fun30 nucleosome remodeler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 19 July 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Life Science Alliance | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.26508/lsa.202201790 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | e202201790 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Rockefeller University Press | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2575-1077 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | DNA repair, gene silencing, nucleosome remodelers, Fun30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - RepairChoice | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Radiation Biology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kopp, Kerstin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 03 Aug 2023 13:59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 03 Aug 2023 14:16 |
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