Previously we showed that the nuclear import receptor Importin-9 wraps around the H2A-H2B core to chaperone and transport it from the cytoplasm to the nucleus. However, unlike most nuclear import systems where RanGTP dissociates cargoes from their importins, RanGTP binds stably to the Importin-9·H2A-H2B complex and formation of the ternary RanGTP·Importin-9·H2A-H2B complex facilitates H2A-H2B release to the assembling nucleosome. It was unclear how RanGTP and the cargo H2A-H2B can bind simultaneously to an importin, and how interactions of the three components position H2A-H2B for nucleosome assembly. Here we show cryo-EM structures of Importin-9·RanGTP and of its yeast homolog Kap114, including Kap114·RanGTP, Kap114·H2A-H2B, and RanGTP·Kap114·H2A-H2B to explain how the conserved Kap114 binds H2A-H2B and RanGTP simultaneously and how the GTPase primes histone transfer to the nucleosome. In the ternary complex, RanGTP binds to the N-terminal repeats of Kap114 in the same manner as in the Kap114/Importin-9·RanGTP complex, and H2A-H2B binds via its acidic patch to the Kap114 C-terminal repeats much like in the Kap114/Importin-9·H2A-H2B complex. Ran binds to a different conformation of Kap114 in the ternary RanGTP·Kap114·H2A-H2B complex. Here, Kap114 no longer contacts the H2A-H2B surface proximal to the H2A docking domain that drives nucleosome assembly, positioning it for transfer to the assembling nucleosome.

中文翻译：

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非典型 RanGTP·Kap114·H2A-H2B 复合体中 RanGTP 启动 Kap114 释放 H2A-H2B 的机制

之前我们表明，核输入受体 Importin-9 包裹在 H2A-H2B 核心周围，作为伴侣并将其从细胞质运输到细胞核。然而，与 RanGTP 将货物与其导入蛋白分离的大多数核导入系统不同，RanGTP 稳定地结合 Importin-9·H2A-H2B 复合物，三元 RanGTP·Importin-9·H2A-H2B 复合物的形成促进 H2A-H2B 释放到组装核小体。目前尚不清楚 RanGTP 和货物 H2A-H2B 如何同时与输入蛋白结合，以及这三种成分的相互作用如何定位 H2A-H2B 以进行核小体组装。在这里，我们展示了 Importin-9·RanGTP 及其酵母同系物 Kap114 的冷冻电镜结构，包括 Kap114·RanGTP、Kap114·H2A-H2B、和 RanGTP·Kap114·H2A-H2B 来解释保守的 Kap114 如何同时结合 H2A-H2B 和 RanGTP，以及 GTPase 如何启动组蛋白转移到核小体。在三元复合物中，RanGTP 以与 Kap114/Importin-9·RanGTP 复合物相同的方式与 Kap114 的 N 末端重复序列结合，H2A-H2B 通过其酸性补丁与 Kap114 C 末端重复序列结合，非常类似于Kap114/Importin-9·H2A-H2B 复合体。Ran 与三元 RanGTP·Kap114·H2A-H2B 复合体中 Kap114 的不同构象结合。在这里，Kap114 不再接触驱动核小体组装的 H2A 对接域附近的 H2A-H2B 表面，定位它以转移到组装核小体。RanGTP 以与 Kap114/Importin-9·RanGTP 复合物相同的方式结合 Kap114 的 N 端重复序列，H2A-H2B 通过其酸性补丁结合 Kap114 C 端重复序列，与 Kap114/Importin- 9·H2A-H2B复合体。Ran 与三元 RanGTP·Kap114·H2A-H2B 复合体中 Kap114 的不同构象结合。在这里，Kap114 不再接触驱动核小体组装的 H2A 对接域附近的 H2A-H2B 表面，定位它以转移到组装核小体。RanGTP 以与 Kap114/Importin-9·RanGTP 复合物相同的方式结合 Kap114 的 N 端重复序列，H2A-H2B 通过其酸性补丁结合 Kap114 C 端重复序列，与 Kap114/Importin- 9·H2A-H2B复合体。Ran 与三元 RanGTP·Kap114·H2A-H2B 复合体中 Kap114 的不同构象结合。在这里，Kap114 不再接触驱动核小体组装的 H2A 对接域附近的 H2A-H2B 表面，定位它以转移到组装核小体。