Molecular mechanisms of the CdnG-Cap5 antiphage defense system employing 3',2'-cGAMP as the second messenger.
Molecular mechanisms of the CdnG-Cap5 antiphage defense system employing 3',2'-cGAMP as the second messenger.
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DOI：
10.1038/s41467-021-26738-2
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发表时间：
2021-11-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
Huang RH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fatma S;Chakravarti A;Zeng X;Huang RH
基于环状寡核苷酸的抗噬菌体信号传导系统（CBASS）在细菌中是多样且丰富的。在这里，我们提出了两个CBASS系统，由CdnG和Cap 5，从Asticcacaulis sp.和乳酸乳球菌的生化和结构表征。结果表明，紫茎泽兰CdnG在体外合成3′，2 ′-cGAMP，3′，2 ′-cGAMP是激活Cap 5降解DNA的生物信号分子。Cap 5的晶体结构，以及与3′，2 ′-cGAMP复合的SAVED结构域，提供了对Cap 5的结构以及Cap 5的SAVED结构域对3′，2 ′-cGAMP的分子识别的深入了解。CAP 5的SAVED结构域的氨基酸保守性以及突变研究使我们提出了一种由3′，2 ′-cGAMP介导的两个SAVED结构域的Back-to-Front堆叠机制，以激活HNH核酸酶结构域用于DNA降解。对最丰富的CBASS系统的这项研究提供了对细菌在与噬菌体冲突中所采用的机制的见解。许多细菌基于环状寡核苷酸的抗噬菌体信号系统（CBASS）采用具有SAVED结构域的效应子。在这里，作者提出了两个这样的CBASS的生化和结构表征，提供了细菌抗噬菌体防御机制的见解。
Cyclic-oligonucleotide-based antiphage signaling systems (CBASS) are diverse and abundant in bacteria. Here, we present the biochemical and structural characterization of two CBASS systems, composed of CdnG and Cap5, from Asticcacaulis sp. and Lactococcus lactis. We show that CdnG from Asticcacaulis sp. synthesizes 3′,2′-cGAMP in vitro, and 3′,2′-cGAMP is the biological signaling molecule that activates Cap5 for DNA degradation. Crystal structures of Cap5, together with the SAVED domain in complex with 3′,2′-cGAMP, provide insight into the architecture of Cap5 as well as molecular recognition of 3′,2′-cGAMP by the SAVED domain of Cap5. Amino acid conservation of the SAVED domain of Cap5, together with mutational studies, led us to propose a mechanism of Back-to-Front stacking of two SAVED domains, mediated by 3′,2′-cGAMP, to activate HNH nuclease domain for DNA degradation. This study of the most abundant CBASS system provides insights into the mechanisms employed by bacteria in their conflicts against phage. Many bacterial cyclic-oligonucleotide-based antiphage signaling systems (CBASS) employ effectors with SAVED domains. Here, the authors present a biochemical and structural characterization of two such CBASS, providing mechanistic insights into bacterial antiphage defense.
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影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
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5.8
作者：
Glaser, F;Pupko, T;Ben-Tal, N
通讯作者：
Ben-Tal, N
影响因子：
28.3
作者：
Millman A;Melamed S;Amitai G;Sorek R
通讯作者：
Sorek R
DOI：
10.1016/j.bbapap.2015.04.015
发表时间：
2015-08
影响因子：
3.2
作者：
Gerlt, John A.;Bouvier, Jason T.;Davidson, Daniel B.;Imker, Heidi J.;Sadkhin, Boris;Slater, David R.;Whalen, Katie L.
通讯作者：
Whalen, Katie L.
影响因子：
16
作者：
Lau, Rebecca K.;Ye, Qiaozhen;Corbett, Kevin D.
通讯作者：
Corbett, Kevin D.