Супрессор молчания РНК p19 - RNA silencing suppressor p19

Супрессор молчания РНК p19
1R9F tombusvirus p19 dimer.png
В димер белка образован двумя молекулами p19. Каждый мономер окрашен в N-конец (синий) в C-конец (красный), чтобы проиллюстрировать сквозную ориентацию димера. Пунктирная серая линия в центре выделяет границу раздела димера. Из PDB: 1R9F​.[1]
Идентификаторы
СимволМогила_p19
PfamPF03220
ИнтерПроIPR004905

Супрессор молчания РНК p19 (также известен как Основной белок Tombusvirus P19 и Модулятор тяжести симптомов 19 кДа) это белок выраженный из ORF4 ген в геном из tombusviruses. Эти вирусы находятся одноцепочечные РНК-вирусы с положительным смыслом это заразить клетки растений, в котором Подавление РНК образует широко распространенную и надежную систему противовирусной защиты. Белок p19 служит стратегией противодействия, специфически связывая 19-21-нуклеотид двухцепочечные РНК которые функционируют как малая интерферирующая РНК (siRNA) в системе сайленсинга РНК. Изолируя миРНК, p19 подавляет молчание РНК и способствует вирусной пролиферации.[1][2][3] Белок p19 считается важным фактор вирулентности[4] и компонент эволюционная гонка вооружений между растениями и их патогены.[5]

Структура

Структура вирус кустистого трюка томата Белок p19, связанный с двухцепочечной РНК. Два мономера p19 показаны синим и зеленым; остов РНК показан оранжевым цветом. Альфа-спирали вверху и внизу взаимодействуют с концами РНК, обеспечивая связывание только РНК правильной длины. Это было описано как «молекулярная каверномер ".[6] Из PDB: 1R9F​.[1]

Белок p19 получил свое название из-за своего размера, примерно 19 килодальтон. Он образует функциональный гомодимер. В кристаллические структуры доступны из белков p19 из вирус кустистого трюка томата[1] и Вирус кольцевой пятнистости итальянской гвоздики;[2] белок состоит из нового белковая складка и иллюстрирует ранее неизвестный механизм привязки РНК, используя связующую поверхность, образованную бета-лист и в окружении альфа спирали взаимодействовать с двухцепочечными РНК около 21 нуклеотиды по длине, не зависящим от последовательности.[1][2][7]

Функция

Белок p19 связывается с двухцепочечными РНК, которые функционируют как короткая интерферирующая РНК (миРНК) и специализируется на 21-нуклеотидном продукте фермента DCL4 (член семейства растительных ферментов с гомологией Дайсер ).[7] Связываясь с миРНК, p19 изолирует эти виды и предотвращает их взаимодействие с РНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC), а белковый комплекс что является посредником противовирусного Подавление РНК механизм в клетке.

Белок p19 также способен связываться с микроРНК молекулы, эндогенные для клетки-хозяина, а также миРНК, которые в конечном итоге происходят из собственного генома вируса. Примечательно, что исключением из этого паттерна является неэффективность p19 во взаимодействии с микроРНК. miR-168, нормативный некодирующая РНК это подавляет выражение аргонавт -1 (AGO1). Белок AGO1 необходим для подавления молчания РНК, таким образом, избирательное ограждение его репрессора от общей секвестрации miRNA р19 оказывает эффект снижения клеточных уровней AGO1 и является дополнительным механизмом, с помощью которого p19 ингибирует молчание.[5][8] Эти два механизма не зависят друг от друга и могут быть выборочно отменены мутации.[9]

Эволюция

Ген, кодирующий белок p19, является примером наложенный ген, геномная структура, обычная для вирусов, в которой несколько генов кодируются одной и той же частью генома, читаемой альтернативно рамки чтения.[10][11] В открытая рамка чтения ORF4, который кодирует p19, полностью содержится в открытой рамке считывания другого гена, обозначенного ORF3 и кодирующего белок движения p22. Оба гена и их относительное положение законсервированы в семействе tombusvirus.[4][11] Считается, что P19 возник de novo в этой линии.[11][12]

Секвестрация дцРНК - это распространенная стратегия вирусной противодействия замалчиванию РНК, развивающаяся в форме эволюционная гонка вооружений между вирусом и хостом.[5] Белок p19 не уникален в этой роли; в примере конвергентная эволюция, эта стратегия, по-видимому, развивалась по крайней мере три раза в разных вирусных линиях с использованием белков с разными структурами и физическими средствами связывания РНК.[3][13][14]

История

В вирус кустистого трюка томата, какой типовой вид из tombusvirus семья, давняя модельная система для изучения вирусы растений. Открытая рамка считывания, кодирующая p19, была впервые обнаружена в конце 1980-х годов, когда был секвенирован геном вируса; впоследствии было продемонстрировано, что предсказанный белок действительно экспрессируется из гена, хотя его роль в повышении вирулентности и инфекционности изначально недооценивалась. После выяснения его роли как супрессора молчания РНК, p19 также использовался в качестве инструмента в молекулярная биология исследования молчания РНК, РНК-интерференция, и связанные процессы.[4][6]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Е. К., Малинина Л., Патель Д. Д. (декабрь 2003 г.). «Распознавание малой интерферирующей РНК вирусным супрессором молчания РНК». Природа. 426 (6968): 874–8. Bibcode:2003Натура.426..874л. Дои:10.1038 / природа02213. ЧВК  4694583. PMID  14661029.
  2. ^ а б c Vargason JM, Szittya G, Burgyán J, Hall TM (декабрь 2003 г.). «Выборочное распознавание siRNA супрессором сайленсинга РНК». Клетка. 115 (7): 799–811. Дои:10.1016 / S0092-8674 (03) 00984-X. PMID  14697199. S2CID  12993441.
  3. ^ а б Lakatos L, Szittya G, Silhavy D, Burgyán J (февраль 2004 г.). «Молекулярный механизм подавления молчания РНК, опосредованный белком p19 tombusviruses». Журнал EMBO. 23 (4): 876–84. Дои:10.1038 / sj.emboj.7600096. ЧВК  381004. PMID  14976549.
  4. ^ а б c Scholthof HB (май 2006 г.). «P19, кодируемый вирусом Tombus: от неуместности к элегантности». Обзоры природы. Микробиология. 4 (5): 405–11. Дои:10.1038 / nrmicro1395. PMID  16518419. S2CID  30361458.
  5. ^ а б c Пумплин Н, Воиннет О (ноябрь 2013 г.). «Подавление подавления молчания РНК патогенами растений: защита, противодействие и противодействие защите». Обзоры природы. Микробиология. 11 (11): 745–60. Дои:10.1038 / nrmicro3120. PMID  24129510. S2CID  205498691.
  6. ^ а б Дэниэлсон, округ Колумбия, Пезаки, JP (апрель 2013 г.). «Изучение пути сайленсинга РНК с помощью белка p19». Письма FEBS. 587 (8): 1198–205. Дои:10.1016 / j.febslet.2013.01.036. PMID  23376479.
  7. ^ а б Ding SW, Voinnet O (август 2007 г.). «Противовирусный иммунитет, управляемый малыми РНК». Клетка. 130 (3): 413–26. Дои:10.1016 / j.cell.2007.07.039. ЧВК  2703654. PMID  17693253.
  8. ^ Варллай Э., Валоци А., Агьи А., Бургьян Дж., Хавельда З. (октябрь 2010 г.). «Опосредованная растительным вирусом индукция miR168 связана с репрессией накопления ARGONAUTE1». Журнал EMBO. 29 (20): 3507–19. Дои:10.1038 / emboj.2010.215. ЧВК  2964164. PMID  20823831.
  9. ^ Вараллай Э, Олах Э., Хавельда З. (январь 2014 г.). «Независимые параллельные функции p19 растительного вирусного супрессора молчания РНК, необходимые для эффективной супрессорной активности». Исследования нуклеиновых кислот. 42 (1): 599–608. Дои:10.1093 / nar / gkt846. ЧВК  3874164. PMID  24062160.
  10. ^ Scholthof HB, Scholthof KB, Kikkert M, Jackson AO (ноябрь 1995 г.). «Распространение вируса кустарникового роста томатов регулируется двумя вложенными генами, которые участвуют в перемещении от клетки к клетке и системной инвазии, зависимой от хозяина». Вирусология. 213 (2): 425–38. Дои:10.1006 / viro.1995.0015. PMID  7491767.
  11. ^ а б c Ранкурел С., Хосрави М., Дункер А.К., Ромеро ПР, Карлин Д. (октябрь 2009 г.). «Перекрывающиеся гены производят белки с необычными свойствами последовательности и дают представление о создании белка de novo». Журнал вирусологии. 83 (20): 10719–36. Дои:10.1128 / JVI.00595-09. ЧВК  2753099. PMID  19640978.
  12. ^ Сабат Н., Вагнер А., Карлин Д. (декабрь 2012 г.). "Развитие вирусных белков началось de novo путем наложения печати". Молекулярная биология и эволюция. 29 (12): 3767–80. Дои:10.1093 / molbev / mss179. ЧВК  3494269. PMID  22821011.
  13. ^ Lakatos L, Csorba T, Pantaleo V, Chapman EJ, Carrington JC, Liu YP, Dolja VV, Calvino LF, López-Moya JJ, Burgyán J (июнь 2006 г.). «Связывание малых РНК - распространенная стратегия подавления молчания РНК несколькими вирусными супрессорами». Журнал EMBO. 25 (12): 2768–80. Дои:10.1038 / sj.emboj.7601164. ЧВК  1500863. PMID  16724105.
  14. ^ Воиннет О (март 2005 г.). «Индукция и подавление молчания РНК: выводы из вирусных инфекций». Обзоры природы. Генетика. 6 (3): 206–20. Дои:10.1038 / nrg1555. PMID  15703763. S2CID  26351712.