Zheng, Xiangdong, Ramani, Anand, Soni, Komal, Gottardo, Marco ORCID: 0000-0001-8649-7799, Zheng, Shuangping, Gooi, Li Ming, Li, Wenjing, Feng, Shan, Mariappan, Aruljothi, Wason, Arpit, Widlund, Per ORCID: 0000-0002-3645-0009, Pozniakovsky, Andrei, Poser, Ina, Deng, Haiteng ORCID: 0000-0001-9496-1280, Ou, Guangshuo, Riparbelli, Maria, Giuliano, Callaini, Hyman, Anthony A., Sattler, Michael ORCID: 0000-0002-1594-0527, Gopalakrishnan, Jay and Li, Haitao ORCID: 0000-0001-6741-293X (2016). Molecular basis for CPAP-tubulin interaction in controlling centriolar and ciliary length. Nat. Commun., 7. LONDON: NATURE PUBLISHING GROUP. ISSN 2041-1723
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Centrioles and cilia are microtubule-based structures, whose precise formation requires controlled cytoplasmic tubulin incorporation. How cytoplasmic tubulin is recognized for centriolar/ciliary-microtubule construction remains poorly understood. Centrosomal-P4.1-associated-protein (CPAP) binds tubulin via its PN2-3 domain. Here, we show that a C-terminal loop-helix in PN2-3 targets beta-tubulin at the microtubule outer surface, while an N-terminal helical motif caps microtubule's alpha-beta surface of beta-tubulin. Through this, PN2-3 forms a high-affinity complex with GTP-tubulin, crucial for defining numbers and lengths of centriolar/ciliary-microtubules. Surprisingly, two distinct mutations in PN2-3 exhibit opposite effects on centriolar/ciliary-microtubule lengths. CPAP(F375A), with strongly reduced tubulin interaction, causes shorter centrioles and cilia exhibiting doublet-instead of triplet-microtubules. CPAP(EE343RR) that unmasks the beta-tubulin polymerization surface displays slightly reduced tubulin-binding affinity inducing over-elongation of newly forming centriolar/ciliary-microtubules by enhanced dynamic release of its bound-tubulin. Thus CPAP regulates delivery of its bound-tubulin to define the size of microtubule-based cellular structures using a 'clutch-like' mechanism.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-274757 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1038/ncomms11874 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Nat. Commun. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2016 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | NATURE PUBLISHING GROUP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | LONDON | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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Refereed: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/27475 |
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