Prp40: A novel centrin-binding protein

Abstract

Pre-mRNA processing protein 40 (Prp40) is a modular protein that has an essential role in the initiation step of pre-mRNA splicing. In Homo sapiens, Prp40 has two putative homologs: Prp40 homolog A (HsPrp40A) and homolog B (HsPrp40B). This splicing factor comprises two WW domains and six tandem FF domains. In addition, Prp40 has two leucine-rich nuclear export signals, but little is known about the function of Prp40 in the export process. Centrin, a calcium-binding protein that is known to have a role in mRNA and protein export, is one of the 350 “eukaryotic signature proteins.” We identified a centrin-binding site that is located within the third FF (FF3) domain of HsPrp40A. This centrin-binding site is highly similar to the first nuclear export signal consensus sequence identified in yeast Prp40. We confirmed the interaction between a HsPrp40A synthetic peptide (HsPrp40Ap) and centrin, using isothermal titration calorimetry and two-dimensional infrared (2D IR) correlation spectroscopy. In addition, spectroscopic and thermodynamic studies carried out on HsPrp40A’s full FF3 domain provided new insights about the stability of this domain. Finally, we proceeded to study the molecular behavior of HsPrp40A’s FF3 domain under thermal stress, using differential scanning calorimetry, circular dichroism, and 2D IR correlation spectroscopies. The comprehensive body of evidence supports a novel centrin target with potential regulatory functions within the nucleus, the scientific implications being that the centrin-Prp40A complex has a functional role in pre-mRNA splicing.

Pre-mRNA processing protein 40 (Prp40) es una proteína modular que tiene un rol esencial en el paso de iniciación de corte y empalme (splicing) del ARNpre-m. En Homo sapiens, Prp40 tiene dos homólogos putativos: Prp40 homólogo A (HsPrp40A) y homólogo B (HsPrp40B). Este factor de splicing está compuesto por dos dominios WW y seis dominios FF tándem. Además, Prp40 tiene dos señales de exportación nuclear, pero muy poco se conoce sobre la función de Prp40 en el proceso de exportación. Centrin, una proteína que enlaza calcio que es conocida por tener un rol en la exportación de ARNm y proteína, es una de las 350 “proteínas de la firma eucariota”. Identificamos un sitio de enlazar centrin que está localizado en el tercer dominio FF (FF3) de HsPrp40A. Este sitio de enlazar centrin es altamente similar a la secuencia de consenso de la primera señal de exportación nuclear en Prp40 de levadura. Confirmamos la interacción entre un péptido sintético de HsPrp40A (HsPrp40Ap) y centrin, utilizando calorimetría de titulación isotérmica y espectroscopia de correlación infrarroja de dos dimensiones. Además, los estudios espectroscópicos y termodinámicos llevados a cabo en el dominio FF3 completo de HsPrp40A proveyeron nuevos conocimientos sobre la estabilidad de este dominio. Finalmente, procedimos a estudiar el comportamiento molecular del dominio FF3 de HsPrp40A bajo estrés térmico, utilizando calorimetría diferencial de barrido, dicroísmo circular y espectroscopia de correlación infrarroja de dos dimensiones. El amplio conjunto de pruebas apoya a HsPrp40A como una proteína objetivo de centrin novedosa con un rol con posibles funciones reguladoras dentro del núcleo. Las implicaciones científicas es que el complejo centrin-Prp40A tiene un rol funcional en el splicing del ARNpre-m.