p97蛋白通过D1驱动的Npl4交换解码K48泛素链长并门控底物加工

《Nature Communications》：Npl4 decodes polyubiquitin length and undergoes D1-gated exchange on p97/VCP

　　人类p97蛋白结合Npl4–Ufd1异二聚体适配器，以提取多聚泛素化底物用于蛋白酶体降解，但其如何解码K48连接的链长以及D1偶联事件如何授权下游D2动力冲程仍不清楚。在此，我们引入smUbiRAD（单分子泛素识别与动态分析），并识别出明确的链长阈值：Npl4与短链瞬时结合，但在四聚和五聚泛素上则切换为长寿命、多价结合。Ufd1和p97主要通过抑制Npl4解离来进一步稳定这些复合物，而不影响初始结合。在完全组装的p97-Ufd1-Npl4-底物复合物中，D1的ATP水解——而非D2——驱动Npl4的快速交换。这些结果支持一个模型，其中D1驱动的构象变化促进辅因子Npl4（而非Ufd1）的周转，并门控与下游D2驱动的底物加工进行迭代偶联。最后，我们显示多系统蛋白病变异体R155H和A232E使p97偏向于高亲和力静息状态，并加速Npl4交换，暗示辅因子过度循环在疾病中的参与。