Base structure de l'activation de Cdk7 par phosphorylation duale de la boucle T

Résumé La kinase dépendante des cyclines 7 (Cdk7) est nécessaire à la régulation du cycle cellulaire et de la transcription en raison de sa fonction à la fois comme kinase activatrice de CDK (CAK) et partie du facteur de transcription TFIIH. Cdk7 forme des complexes actifs en s'associant à la cycline H et à Mat1, et est régulé par deux phosphorylations dans le segment d'activation (boucle T) : la modification activateur canonique à T170 et une autre à S164. Ici, nous rapportons la structure cristalline du complexe humain Cdk7/Cyclin H/Mat1 contenant les deux phosphorylations de la boucle T. Alors que pT170 coordonne des résidus basiques conservés dans d'autres CDKs, pS164 nucléate un réseau de l'arginine unique au complexe ternaire Cdk7, impliquant les trois sous-unités. Nous identifions des dépendances différentielles de l'activité de la kinase et de la reconnaissance du substrat sur les phosphorylations individuelles. La fonction CAK n'est pas affectée par la phosphorylation de la boucle T, tandis que l'activité envers les substrats non-CDK est augmentée plusieurs fois par la phosphorylation de T170. De plus, la phosphorylation duale de la boucle T stimule la phosphorylation multi-site du domaine carboxy-terminal (CTD) de l'ARN polymérase II (RNAPII) et de la région de répétition carboxy-terminale (CTR) de SPT5. Dans les cellules humaines, l'activation de Cdk7 est un processus en deux étapes où la phosphorylation de S164 précède, et peut préparer, la phosphorylation de T170. Ainsi, la phosphorylation duale de la boucle T peut réguler Cdk7 par plusieurs mécanismes, avec pS164 soutenant la formation de complexes tripartites et influençant possiblement la processivité, tandis que pT170 améliore l'activité envers des substrats transcriptionnels clés.