A ruptura do estado autoinibido prepara a ligase E3 parkin para ativação e catálise

O gene PARK2 é mutado em 50% dos casos de parkinsonismo juvenil autossômico recessivo (PJAR). Ele codifica parkin, uma ligase E3 de ubiquitina da família RBR. Parkin existe em um estado autoinibido que é ativado pela fosforilação de seu domínio N-terminal semelhante à ubiquitina (Ubl) e pela ligação da fosfoubiquitina. Descrevemos a estrutura cristalina de 1,8 Å do parkin humano em seu estado totalmente inibido e identificamos as interfaces-chave para manter a inibição do parkin. Identificamos a interface de ligação da fosfoubiquitina, fornecemos um modelo para o complexo fosfoubiquitina-parkin e mostramos como a fosforilação do domínio Ubl prepara o parkin para a ligação ideal com a fosfoubiquitina. Além disso, demonstramos que a adição de fosfoubiquitina leva ao deslocamento do domínio Ubl através da perda de estrutura, revelando um local de ligação de ubiquitina usado pelo conjugado E2~Ub, levando assim ao parkin ativo. Constatamos que o papel do domínio Ubl é impedir a atividade do parkin na ausência dos sinais de fosforilação e propomos um modelo para a inibição do parkin, otimização para recrutamento da fosfoubiquitina, liberação da inibição pelo domínio Ubl e engajamento com um conjugado E2~Ub. Juntas, esse modelo fornece uma estrutura mecânica para ativar o parkin.