Atypical RanGAP drives nucleocytoplasmic transport in a parasitic Alveolate.

چکیده اصلی

Transport of macromolecules between the nucleus and cytoplasm requires a gradient of the small GTPase, Ran. Ran:GTP marks the nucleus because Ran activity requires a cytoplasmic GTPase activating protein (RanGAP) for GTP hydrolysis. As expected for such central and essential cellular machinery, both Ran and RanGAP are conserved across the vast majority of eukaryotes. Many Alveolates, including apicomplexan parasites, however, lack a canonical RanGAP. Here, we biochemically purify RanGAP activity from the model Alveolate Toxoplasma gondii. We demonstrate that this activity is provided by a neofunctionalized RabGAP-fold protein, called TBC9. We find that TBC9 is sufficient to provide RanGAP activity in yeast, and is absolutely required to maintain active nucleocytoplasmic transport in Toxoplasma. By purifying Toxoplasma Ran and TBC9, we demonstrate that TBC9 is a robust and specific GAP for Ran. Finally, we delineate an essential, conserved low complexity motif in the C-terminus of TBC9 that drives interaction with Ran and is required for its full RanGAP activity. We use this C-terminal motif to identify TBC9 orthologs in all nonciliate clades of Alveolata, which suggests that the canonical RanGAP has been replaced by the neofunctionalized TBC9 RanGAP in these lineages.

ترجمه فارسی چکیده

حمل و نقل مولکول‌های بزرگ بین هسته و سیتوپلاسم به یک گرادیان از کوچک‌ترین GTPاز، Ran نیاز دارد. Ran:GTP هسته را علامت‌گذاری می‌کند زیرا فعالیت Ran نیاز به یک پروتئین فعال‌کننده GTPاز سیتوپلاسمی (RanGAP) برای هیدرولیز GTP دارد. انتظار می‌رود که هر دو Ran و RanGAP در اکثر یوکاریوت‌ها حفظ شده باشند. با این حال، بسیاری از آلوئات‌ها، از جمله پارازیت‌های آپیکومپلکس، یک RanGAP کلاسیک ندارند. در اینجا، ما فعالیت RanGAP را از مدل آلوئات توکسوپلاسما گوندی بیوشیمیایی پالایش می‌کنیم. ما نشان می‌دهیم که این فعالیت توسط یک پروتئین با فولد RabGAP که TBC9 نامیده می‌شود، فراهم می‌شود. ما پیدا می‌کنیم که TBC9 برای فراهم کردن فعالیت RanGAP در مخمر کافی است و برای حفظ حمل و نقل هسته-سیتوپلاسمی فعال در توکسوپلاسما ضروری است. با پالایش Ran و TBC9 توکسوپلاسما، ما نشان می‌دهیم که TBC9 یک GAP قوی و خاص برای Ran است. در نهایت، ما یک متمایز پایین پیچیدگی ضروری و حفظ شده در انتهای C-ترمینال TBC9 را که تعامل با Ran را هدایت می‌کند و برای فعالیت کامل RanGAP آن مورد نیاز است، ترسیم می‌کنیم. ما از این متمایز پایین پیچیدگی انتهای C-ترمینال برای شناسایی هم‌خانواده‌های TBC9 در تمام شاخه‌های غیرسیلیت آلوئاتا استفاده می‌کنیم که نشان می‌دهد RanGAP کلاسیک توسط RanGAP TBC9 بازسازی شده در این خطوط ژنتیکی جایگزین شده است.

متن کامل اصلی