• A novel non-canonical PIP-box mediates PARG interaction with PCNA

    • Tanja Kaufmann
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Irina Grishkovskaya
      Department für Strukturbiologie und Computational Biology, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Anton A. Polyansky
      Department für Strukturbiologie und Computational Biology, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Sebastian Kostrhon
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Eva Kukolj
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Karin M. Olek
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Sebastien Herbert
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Etienne Beltzung
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Karl Mechtler
      Institute of Molecular Pathology, Vienna Biocenter (VBC)
    • Thomas Peterbauer
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Josef Gotzmann
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Lijuan Zhang
      VBCF-Advanced Microscopy, Vienna Biocenter (VBC)
    • Markus Hartl
      Großgeräteeinrichtung für Massenspektrometrie in den Lebenswissenschaften, Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
    • Bojan Zagrovic
      Department für Strukturbiologie und Computational Biology, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Kareem Elsayad
      VBCF-Advanced Microscopy, Vienna Biocenter (VBC)
    • Kristina Djinovic-Carugo
      Department für Strukturbiologie und Computational Biology, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
    • Dea Slade
      Department für Biochemie und Zellbiologie, Zentrum für Molekulare Biologie, Universität Wien
  • Poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG) regulates cellular poly(ADP-ribose) (PAR) levels by rapidly cleaving glycosidic bonds between ADP-ribose units. PARG interacts with proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and is strongly recruited to DNA damage sites in a PAR- and PCNA-dependent fashion. Here we identified PARG acetylation site K409 that is essential for its interaction with PCNA, its localization within replication foci and its recruitment to DNA damage sites. We found K409 to be part of a non-canonical PIP-box within the PARG disordered regulatory region. The previously identified putative N-terminal PIP-box does not bind PCNA directly but contributes to PARG localization within replication foci. X-ray structure and MD simulations reveal that the PARG non-canonical PIP-box binds PCNA in a manner similar to other canonical PIP-boxes and may represent a new type of PIP-box. While the binding of previously described PIP-boxes is based on hydrophobic interactions, PARG PIP-box binds PCNA via both stabilizing hydrophobic and fine-tuning electrostatic interactions. Our data explain the mechanism of PARG–PCNA interaction through a new PARG PIP-box that exhibits non-canonical sequence properties but a canonical mode of PCNA binding.

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  • Nucleic Acids Research

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  • 9741-9759

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