探秘 HerA-DUF 抗噬菌体防御系统:结构重塑激活核酸酶的关键机制

【字体: 时间:2025年02月26日 来源:Molecular Cell 14.5

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  为明确 DUF 生化功能,研究人员开展 HerA-DUF4297 抗噬菌体防御系统研究。结果发现 HerA 结合诱导 DUF 结构重塑激活其核酸酶活性。该研究揭示的机制对理解其他免疫系统激活有重要意义,值得一读。

  

亮点


  • Apo DUF 形成一种无活性的十二聚体,核酸酶活性极低。
  • HerA-DUF 以 6:12 的活性复合物形式组装,能够高效切割 DNA。
  • DUF 的寡聚化由其 C 端的 RFO 结构域介导。
  • 结构重塑使得 DUF 核酸酶结构域二聚化并激活。

摘要


第一作者单位的研究人员利用 AlphaFold 模型并结合实验,对 HerA-DUF4297(DUF)抗噬菌体防御系统进行了表征,重点研究了 DUF 尚未明确的生化功能。在基于结构的基因组分析的指引下,研究人员发现 DUF 的同源物广泛分布于多种细菌免疫系统中。值得注意的是,其中一种同源物 Cap4 是一种核酸酶。受这一进化线索的启发,研究人员检测了 DUF 的核酸酶活性,观察到只有当 DUF 与其伴侣蛋白 HerA 结合时,才能切割 DNA 底物。为了剖析 DUF 的激活机制,研究人员测定了 DUF 和 HerA-DUF 的结构。尽管 DUF 单独存在或与 HerA 结合时均能形成大型寡聚体,但仅靠寡聚化不足以引发核酸酶活性。相反,HerA 的结合诱导了整个复合物发生深刻的结构重塑。这种重塑将 DUF 重新配置为一种能够有效切割 DNA 的活性核酸酶。研究人员揭示了一种由结构重塑驱动的机制,这可能为其他免疫系统的激活提供参考。

图形摘要


(此处原文未对图片内容进行文字描述,故仅保留原文图形摘要部分的图片引用信息)

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