CDK7 associates with the 10-subunit TFIIH complex and regulates transcription by phosphorylating the C-terminal domain (CTD) of RNA polymerase II (RNAPII). Few additional CDK7 substrates are known. Here, using the covalent inhibitor SY-351 and quantitative phosphoproteomics, we identified CDK7 kinase substrates in human cells. Among hundreds of high-confidence targets, the vast majority are unique to CDK7 (i.e., distinct from other transcription-associated kinases), with a subset that suggest novel cellular functions. Transcription-associated factors were predominant CDK7 substrates, including SF3B1, U2AF2, and other splicing components. Accordingly, widespread and diverse splicing defects, such as alternative exon inclusion and intron retention, were characterized in CDK7-inhibited cells. Combined with biochemical assays, we establish that CDK7 directly activates other transcription-associated kinases CDK9, CDK12, and CDK13, invoking a “master regulator” role in transcription. We further demonstrate that TFIIH restricts CDK7 kinase function to the RNAPII CTD, whereas other substrates (e.g., SPT5 and SF3B1) are phosphorylated by the three-subunit CDK-activating kinase (CAK; CCNH, MAT1, and CDK7). These results suggest new models for CDK7 function in transcription and implicate CAK dissociation from TFIIH as essential for kinase activation. This straightforward regulatory strategy ensures CDK7 activation is spatially and temporally linked to transcription, and may apply toward other transcription-associated kinases.

中文翻译：

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CDK7的选择性抑制揭示了高可信度的目标和转录中TFIIH功能的新模型

CDK7与10个亚基TFIIH复合物缔合，并通过磷酸化RNA聚合酶II（RNAPII）的C端结构域（CTD）来调节转录。很少有其他CDK7底物是已知的。在这里，我们使用共价抑制剂SY-351和定量磷酸化蛋白质组学，鉴定了人类细胞中的CDK7激酶底物。在数百个高可信度靶标中，绝大多数是CDK7独有的（即不同于其他与转录相关的激酶），并具有暗示新型细胞功能的子集。转录相关因子是主要的CDK7底物，包括SF3B1，U2AF2和其他剪接组件。因此，在CDK7抑制的细胞中表征了广泛且多样的剪接缺陷，例如可选择的外显子包涵和内含子保留。结合生化分析，我们确定CDK7直接激活其他与转录相关的激酶CDK9，CDK12和CDK13，从而在转录中发挥“主调节剂”作用。我们进一步证明，TFIIH将CDK7激酶功能限制于RNAPII CTD，而其他底物（例如SPT5和SF3B1）则被三亚基CDK激活激酶（CAK； CCNH，MAT1和CDK7）磷酸化。这些结果表明CDK7在转录中起作用的新模型，并暗示从TFIIH分离CAK是激酶激活必不可少的。这种直接的调控策略可确保CDK7激活在空间和时间上与转录相关，并可能适用于其他与转录相关的激酶。我们进一步证明，TFIIH将CDK7激酶功能限制于RNAPII CTD，而其他底物（例如SPT5和SF3B1）则被三亚基CDK激活激酶（CAK； CCNH，MAT1和CDK7）磷酸化。这些结果表明CDK7在转录中起作用的新模型，并暗示从TFIIH分离CAK是激酶激活必不可少的。这种直接的调控策略可确保CDK7激活在空间和时间上与转录相关，并可能适用于其他与转录相关的激酶。我们进一步证明，TFIIH将CDK7激酶功能限制于RNAPII CTD，而其他底物（例如SPT5和SF3B1）则被三亚基CDK激活激酶（CAK； CCNH，MAT1和CDK7）磷酸化。这些结果表明CDK7在转录中起作用的新模型，并暗示从TFIIH分离CAK是激酶激活必不可少的。这种直接的调控策略可确保CDK7激活在空间和时间上与转录相关，并可能适用于其他与转录相关的激酶。这些结果表明CDK7在转录中起作用的新模型，并暗示从TFIIH分离CAK是激酶激活必不可少的。这种直接的调控策略可确保CDK7激活在空间和时间上与转录相关，并可能适用于其他与转录相关的激酶。这些结果表明CDK7在转录中起作用的新模型，并暗示从TFIIH分离CAK是激酶激活必不可少的。这种直接的调控策略可确保CDK7激活在空间和时间上与转录相关，并可能适用于其他与转录相关的激酶。