Abstract HSP90 are abundant molecular chaperones, assisting the folding of several hundred client proteins, including substrates involved in tumor growth or neurodegenerative diseases. A complex set of large ATP-driven structural changes occurs during HSP90 functional cycle. However, the existence of such structural rearrangements in apo HSP90 has remained unclear. Here, we identified a metastable excited state in the isolated HSP90 ATP binding domain. We used solution NMR and mutagenesis to characterize structures of both ground and excited states. We demonstrated that in solution the HSP90 ATP binding domain transiently samples a functionally relevant ATP-lid closed state, distant by more than 30 Å from the ground state. NMR relaxation and molecular dynamics were combined to characterize the energy landscape corresponding to the transition between these interconverting states. The precise description of the dynamics and structures sampled by human HSP90 ATP binding domain is a paramount piece of information for the future design of new therapeutic ligands.

The initial greening of angiosperm occurs upon light-activation of photoreceptors that trigger photomorphogenesis followed with the development of chloroplasts. In these semi-autonomous organelles, the construction of the photosynthetic apparatus depends on the coordination of nuclear and plastid gene expression. Here we show that PAP8, as an essential subunit of the plastid-encoded RNA polymerase, is under the control of a regulatory element recognized by the photomorphogenic factor HY5. PAP8 is localized and active in both plastids and the nucleus and particularly essential for the formation of late photobodies. In the albino pap8 mutant, phytochrome-mediated signalling is altered, PIFs are maintained, HY5 is not stabilized, and GLK1 expression is impaired. PAP8 translocates into plastids losing its pre-sequence, interacts with the PEP, and using an unknown route or a retrograde transport, reaches the nucleus where it has the ability to interact with pTAC12/HMR/PAP5. Since PAP8 is required for the phytochrome-B-mediated signalling cascade and the reshaping of the PEP, it may coordinate nuclear gene expression with the PEP-driven chloroplastic gene expression during chloroplast biogenesis.

Abstract Chaperones, as modulators of protein conformational states, are key cellular actors to prevent the accumulation of fibrillar aggregates. Here, we integrated kinetic investigations with structural studies to elucidate how the ubiquitous co-chaperonin prefoldin (PFD) inhibits diabetes associated islet amyloid polypeptide (IAPP) fibril formation. We demonstrated that both human and archaeal PFD interfere similarly with the IAPP fibril elongation and secondary nucleation pathways. Using archaeal prefoldin model, we combined NMR spectroscopy with EM to establish that the inhibition of fibril formation is mediated by the binding of prefoldin’s coiled-coil helices to the flexible IAPP N-terminal segment accessible on the fibril surface and fibril ends. AFM demonstrates that binding of prefoldin to IAPP leads to the formation of lower amounts of aggregates, composed of shorter fibrils, clustered together. Linking structural models with observed fibrillation inhibition processes opens new perspectives for understanding the interference between natural chaperones and formation of disease-associated amyloids.