BACKGROUND Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is the most common genetic disorder leading to end-stage renal failure in humans. In the PKD/Mhm(cy/+) rat model of ADPKD, the point mutation R823W in the sterile alpha motif (SAM) domain of the protein ANKS6 is responsible for disease. SAM domains are known protein-protein interaction domains, capable of binding each other to form polymers and heterodimers. Despite its physiological importance, little is known about the function of ANKS6 and how the R823W point mutation leads to PKD. Recent work has revealed that ANKS6 interacts with a related protein called ANKS3. Both ANKS6 and ANKS3 have a similar domain structure, with ankyrin repeats at the N-terminus and a SAM domain at the C-terminus. RESULTS The SAM domain of ANKS3 is identified as a direct binding partner of the ANKS6 SAM domain. We find that ANKS3-SAM polymerizes and ANKS6-SAM can bind to one end of the polymer. We present crystal structures of both the ANKS3-SAM polymer and the ANKS3-SAM/ANKS6-SAM complex, revealing the molecular details of their association. We also learn how the R823W mutation disrupts ANKS6 function by dramatically destabilizing the SAM domain such that the interaction with ANKS3-SAM is lost. CONCLUSIONS ANKS3 is a direct interacting partner of ANKS6. By structurally and biochemically characterizing the interaction between the ANKS3 and ANKS6 SAM domains, our work provides a basis for future investigation of how the interaction between these proteins mediates kidney function.

中文翻译：

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PKD 相关蛋白 ANKS6 的 SAM 结构域的表征及其与 ANKS3 的相互作用。

背景常染色体显性多囊肾病（ADPKD）是导致人类终末期肾功能衰竭的最常见的遗传疾病。在 ADPKD 的 PKD/Mhm(cy/+) 大鼠模型中，蛋白质 ANKS6 的不育 α 基序 (SAM) 域中的点突变 R823W 是导致疾病的原因。SAM 域是已知的蛋白质-蛋白质相互作用域，能够相互结合形成聚合物和异源二聚体。尽管具有生理重要性，但对 ANKS6 的功能以及 R823W 点突变如何导致 PKD 知之甚少。最近的工作表明 ANKS6 与一种称为 ANKS3 的相关蛋白质相互作用。ANKS6 和 ANKS3 都具有相似的结构域结构，在 N 端有锚蛋白重复序列​​，在 C 端有一个 SAM 结构域。结果 ANKS3 的 SAM 结构域被确定为 ANKS6 SAM 结构域的直接结合伙伴。我们发现 ANKS3-SAM 会聚合并且 ANKS6-SAM 可以与聚合物的一端结合。我们展示了 ANKS3-SAM 聚合物和 ANKS3-SAM/ANKS6-SAM 复合物的晶体结构，揭示了它们缔合的分子细节。我们还了解了 R823W 突变如何通过显着破坏 SAM 域的稳定性来破坏 ANKS6 功能，从而失去与 ANKS3-SAM 的相互作用。结论 ANKS3 是 ANKS6 的直接交互伙伴。通过在结构和生化上表征 ANKS3 和 ANKS6 SAM 结构域之间的相互作用，我们的工作为未来研究这些蛋白质之间的相互作用如何介导肾功能提供了基础。我们发现 ANKS3-SAM 会聚合并且 ANKS6-SAM 可以与聚合物的一端结合。我们展示了 ANKS3-SAM 聚合物和 ANKS3-SAM/ANKS6-SAM 复合物的晶体结构，揭示了它们缔合的分子细节。我们还了解了 R823W 突变如何通过显着破坏 SAM 域的稳定性来破坏 ANKS6 功能，从而失去与 ANKS3-SAM 的相互作用。结论 ANKS3 是 ANKS6 的直接交互伙伴。通过在结构和生化上表征 ANKS3 和 ANKS6 SAM 结构域之间的相互作用，我们的工作为未来研究这些蛋白质之间的相互作用如何介导肾功能提供了基础。我们发现 ANKS3-SAM 会聚合并且 ANKS6-SAM 可以与聚合物的一端结合。我们展示了 ANKS3-SAM 聚合物和 ANKS3-SAM/ANKS6-SAM 复合物的晶体结构，揭示了它们缔合的分子细节。我们还了解了 R823W 突变如何通过显着破坏 SAM 域的稳定性来破坏 ANKS6 功能，从而失去与 ANKS3-SAM 的相互作用。结论 ANKS3 是 ANKS6 的直接交互伙伴。通过在结构和生化上表征 ANKS3 和 ANKS6 SAM 结构域之间的相互作用，我们的工作为未来研究这些蛋白质之间的相互作用如何介导肾功能提供了基础。我们还了解了 R823W 突变如何通过显着破坏 SAM 域的稳定性来破坏 ANKS6 功能，从而失去与 ANKS3-SAM 的相互作用。结论 ANKS3 是 ANKS6 的直接交互伙伴。通过在结构和生化上表征 ANKS3 和 ANKS6 SAM 结构域之间的相互作用，我们的工作为未来研究这些蛋白质之间的相互作用如何介导肾功能提供了基础。我们还了解了 R823W 突变如何通过显着破坏 SAM 域的稳定性来破坏 ANKS6 功能，从而失去与 ANKS3-SAM 的相互作用。结论 ANKS3 是 ANKS6 的直接交互伙伴。通过在结构和生化上表征 ANKS3 和 ANKS6 SAM 结构域之间的相互作用，我们的工作为未来研究这些蛋白质之间的相互作用如何介导肾功能提供了基础。