Abstract Cdt1 is a protein critical for DNA replication licensing and is well-established to be a binding partner of the minichromosome maintenance (MCM) complex. Cdt1 has also been demonstrated to have an emerging, “moonlighting” role at the kinetochore via direct binding to microtubules and to the Ndc80 complex. However, it is not known how the structure and conformations of Cdt1 could allow for these multiple, completely unique sets of protein complexes. And while there exist multiple robust methods to study entirely folded or entirely unfolded proteins, structure-function studies of combined, mixed folded/disordered proteins remain challenging. It this work, we employ multiple orthogonal biophysical and computational techniques to provide a detailed structural characterization of human Cdt1 92-546. DSF and DSCD show both folded winged helix (WH) domains of Cdt1 are relatively unstable. CD and NMR show the N-terminal and the linker regions are intrinsically disordered. Using DLS and SEC-MALS, we show that Cdt1 is polydisperse, monomeric at high concentrations, and without any apparent inter-molecular self-association. SEC-SAXS of the monomer in solution enabled computational modeling of the protein in silico . Using the program SASSIE, we performed rigid body Monte Carlo simulations to generate a conformational ensemble. Using experimental SAXS data, we filtered for conformations which did and did not fit our data. We observe that neither fully extended nor extremely compact Cdt1 conformations are consistent with our SAXS data. The best fit models have the N-terminal and linker regions extended into solution and the two folded domains close to each other in apparent “folded over” conformations. The best fit Cdt1 conformations are consistent with a function as a scaffold protein which may be sterically blocked without the presence of binding partners. Our studies also provide a template for combining experimental and computational biophysical techniques to study mixed-folded proteins.

ABSTRACT Cdt1 is a mixed folded protein critical for DNA replication licensing and it also has a “moonlighting” role at the kinetochore via direct binding to microtubules and the Ndc80 complex. However, it is unknown how the structure and conformations of Cdt1 could allow it to participate in these multiple, unique sets of protein complexes. While robust methods exist to study entirely folded or unfolded proteins, structure–function studies of combined, mixed folded/disordered proteins remain challenging. In this work, we employ orthogonal biophysical and computational techniques to provide structural characterization of mitosis‐competent human Cdt1. Thermal stability analyses shows that both folded winged helix domains1 are unstable. CD and NMR show that the N‐terminal and linker regions are intrinsically disordered. DLS shows that Cdt1 is monomeric and polydisperse, while SEC‐MALS confirms that it is monomeric at high concentrations, but without any apparent inter‐molecular self‐association. SEC‐SAXS enabled computational modeling of the protein structures. Using the program SASSIE, we performed rigid body Monte Carlo simulations to generate a conformational ensemble of structures. We observe that neither fully extended nor extremely compact Cdt1 conformations are consistent with SAXS. The best‐fit models have the N‐terminal and linker disordered regions extended into the solution and the two folded domains close to each other in apparent “folded over” conformations. We hypothesize the best‐fit Cdt1 conformations could be consistent with a function as a scaffold protein that may be sterically blocked without binding partners. Our study also provides a template for combining experimental and computational techniques to study mixed‐folded proteins.