QatABCD抗噬菌体系统中QueC家族蛋白的结构与功能研究

《Nature Communications》：Structural and functional insights into QueC-family protein in QatABCD anti-phage system

　　

摘要

QatABCD 是一种广泛存在的原核生物抗噬菌体防御系统，由四种蛋白组分组成，其中 QatC 是一种 QueC 家族蛋白，是该系统的特征组分。QueC 家族蛋白是核苷酸合成酶，参与夸唑嘌呤（一种 7-脱氮鸟嘌呤衍生物）的生物合成。最近的研究表明，QueC 家族蛋白在 IV 型 CBASS 抗噬菌体防御中能催化一种脱氮鸟嘌呤化蛋白 - 核酸碱基结合反应。然而，QatABCD 的机制，甚至 QatC 在该系统中的功能仍不清楚。在此，我们证明 QatBCD 形成一个复合物，其中 QatD 具有高度灵活性。QatBC 复合物在 apo 形式和 ATP 结合形式下的晶体结构支持了 QueC 家族蛋白在靶向蛋白底物进行 N 端修饰方面的共同作用，这与 IV 型 CBASS 类似。我们表明 QatB 的 N 端环、其与 QatC 的结合以及 QatC 的催化位点对体内 QatABCD 防御至关重要，这提示可能发生了类似于 CBASS 的修饰。这些发现为 QatABCD 系统中的 QueC 家族蛋白提供了结构和功能见解，暗示了 QueC 家族在原核生物免疫中的保守机制和关键作用。