ABSTRACT The ATP-binding cassette (ABC) sterol transporters are responsible for maintaining cholesterol homeostasis in mammals by participating in reverse cholesterol transport (RCT) or transintestinal cholesterol efflux (TICE). The heterodimeric ABCG5/G8 carries out selective sterol excretion, preventing the abnormal accumulation of plant sterols in human bodies, while homodimeric ABCG1 contributes to the biogenesis and metabolism of high-density lipoproteins. A sterol-binding site on ABCG5/G8 was proposed at the interface of the transmembrane domain and the core of lipid bilayers. In this study, we have determined the crystal structure of ABCG5/G8 in a cholesterol-bound state. The structure combined with amino acid sequence analysis shows that in the proximity of the sterol-binding site, a highly conserved phenylalanine array supports functional implications for ABCG cholesterol/sterol transporters. Lastly, in silico docking analysis of cholesterol and stigmasterol (a plant sterol) suggests sterol-binding selectivity on ABCG5/G8, but not ABCG1. Together, our results provide a structural basis for cholesterol binding on ABCG5/G8 and the sterol selectivity by ABCG transporters.

ABSTRACT/SUMMARY Protein-protein interactions (PPIs) form the underpinnings of any cellular signaling network. PPIs are highly dynamic processes and often, cell-based assays can be essential for their study as they closely mimic the biological intricacies of cellular environments. Since no sole platform can perform all needed experiments to gain a thoroughly comprehensive understanding into these processes, developing a versatile toolkit is much needed to address this longstanding gap. The use of small peptide tags, such as the V5-tag, has been extensively used in biological and biomedical research, including labeling the C-termini of one of the largest human genome-wide open-reading frame collections. However, these small peptide tags have been primarily used in vitro and lack the in vivo traceability and functionality of larger specialized tags. In this study, we combined structural studies and computer-aided maturation to generate an intracellular nanobody, interacting with the V5-tag. Suitable for assays commonly used to study protein-protein interactions, our nanobody has been applied herein to interrogate G protein-coupled receptor signalling. This novel serviceable intrabody is the cornerstone of a multipurpose intracellular nanobody-based biosensors toolkit, named iBodyV5, which will be available for the scientific community at large.

Complex associating with SET1 (COMPASS) is a histone H3K4 tri-methyltransferase controlled by several regulatory subunits including CXXC zinc finger protein 1 (Cfp1). Prior studies established the structural underpinnings controlling H3K4me3 recognition by the PHD domain of Cfp1's yeast homolog (Spp1). However, metazoans Cfp1