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锐谈 | Mol. Cell: I-F型抗CRISPR蛋白通过ADP核糖基化抑制CRISPR-Cas监测复合物

锐谈 | Mol. Cell: I-F型抗CRISPR蛋白通过ADP核糖基化抑制CRISPR-Cas监测复合物

  • 分类:新闻动态
  • 作者:巴图鲁
  • 来源:
  • 发布时间:2023-02-22 16:01
  • 访问量:

锐谈 | Mol. Cell: I-F型抗CRISPR蛋白通过ADP核糖基化抑制CRISPR-Cas监测复合物

【概要描述】

  • 分类:新闻动态
  • 作者:巴图鲁
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CRISPR-Cas系统是抵御外来遗传元素(包括入侵病毒)的原核适应性免疫系统的一部分,I型多亚基CRISPR-Cas系统是最普遍、分子尺寸最大的,所有I型系统都部署多亚基crRNA引导的监视复合物来识别外源DNA,外源DNA被反式作用核酸酶解旋酶Cas3降解(I-F型中的Cas2/3)。

为了有效地逃避CRISPR系统,噬菌体进化出了基于蛋白质的抑制剂,称为抗CRISPR (Acrs),以灭活CRISPR- cas免疫系统。
所有这些Acrs通过直接与Csy复合体或Cas2/3解旋酶核酸酶相互作用抑制I-F型系统。它们通过破坏DNA结合或抑制目标序列切割使CRISPR系统失活。鉴于Acr蛋白的不同序列,研究其他Acr蛋白是否使用了新的策略是很重要的。
这篇文章(A Type I-F Anti-CRISPR Protein Inhibits the CRISPR-Cas Surveillance Complex by ADP-Ribosylation)阐明了AcrIF11如何失活I-F型CRISPR系统的机制。生化和结构数据显示,AcrIF11是一种新型的单adp核糖转移酶(mART),可修饰铜绿假单胞菌Csy复合体中Cas8f亚基的N250位点,这种残基是识别原间隔相邻motif (PAM)所必需的。研究结果不仅揭示了一种前所未有的I型多亚基CRISPR复合物失活机制,而且为I型CRISPR- cas系统未来应用中设计有效的调控工具提供了一种方法。
一、AcrIF11不会通过稳定的直接蛋白质相互作用使CRISPR系统失活,AcrIF11的晶体结构揭示了它是一种新型mART(adp核糖转移酶)
二、AcrIF11通过Cas8f的PAM识别残基N250的ADP核糖基化抑制Csy复合物
三、AcrIF11通过识别Cas7f,仅在Csy复合体的背景下进行修饰
adp核糖基化作为一种广泛的蛋白质翻译后修饰,与许多细胞过程有关,包括不同形式的应激反应和代谢。
该研究团队首次揭示了adp核糖化被Acr蛋白用来灭活CRISPR适应性免疫系统。AcrIF11主要与pam识别残基Cas8f K247相互作用,这种共价修饰可能永久地使系统失活,因此可能成为一种更有效的抑制CRISPR适应性免疫系统的策略。
另一个有趣但未知的问题是,是否有任何种类的细菌可能含有橡皮擦酶来逆转AcrIF11引入的adp核糖基化。进一步的研究可能会发现新的机制,不仅有助于我们理解噬菌体和细菌之间的进化军备竞赛,还将为设计更有效的CRISPR-Cas系统或设计CRISPR-Cas系统应用中的监管工具提供更多策略。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276520306456?via%3Dihub

作者:巴图鲁

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