Nature | 崔胜/丁玮/朱洪涛揭示外源核酸诱导的原核生物短Ago蛋白系统发挥功能的分子机理

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Argonaute (Ago)蛋白介导RNA或DNA引导的核酸抑制。 虽然真核生物(eAgos)和长原核生物Ago (pAgos)蛋白的机制是已知的，但短pAgos的机制仍然是未知的。

2023年10月2日， 中国医学科学院/北京协和医学院崔胜、 中国科学院物理研究所丁玮及朱洪涛共同通讯在 Nature   在线发表题为“ Nucleophilic covalent ligand discovery for the cysteine redoxome ”的研究论文， 该研究确定了来自24个 Crenotalea thermophila  ( Crt  )的短pAgos和相关的TIR-APAZ蛋白(SPARTA)的冷冻电镜结构： 一个自由状态的 Crt -SPARTA (3.27 Å)，一个向导RNA /靶向 DNA负载的 Crt -SPARTA (3.27 Å)，两个具有不同TIR 组织的 Crt -SPARTA二聚体(3.49 Å和3.50 Å)，以及一个 Crt -SPARTA四聚体(3.41 Å) 。

这些结构表明， Crt -SPARTA是由连接 TIR lobe的双叶折叠Ago叶组成的。 Crt -ago含有一个MID和一个PIWI结构域，而 Crt -TIR-APAZ含有一个TIR、一个N-like、一个Linker和一个Trigger结构域。结合的RNA/DNA双链采用B型构象，由碱基特异性接触识别。核酸结合导致构象变化，因为触发器作为一个障碍，阻止引导RNA 5 ’ -和目标DNA 3 ’ -末端到达它们的规范口袋，从而扰乱MID结构域并促进 Crt -SPARTA二聚化。两个RNA/ DNA负载的 Crt -SPARTA二聚体通过TIR结构域形成四聚体。四个 Crt -TIR组装成两个平行的，头尾相连的TIR组织，表明NAD酶活性构象。 该研究结果揭示了短pAgos防御入侵核酸的结构基础，并为优化基于SPARTA的可编程DNA序列检测提供了见解。