Crystal structure of the anti-viral APOBEC3G catalytic domain and functional implications.
Crystal structure of the anti-viral APOBEC3G catalytic domain and functional implications.
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DOI：
10.1038/nature07357
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发表时间：
2008-11-06
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Chen, Xiaojiang S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Holden, Lauren G.;Prochnow, Courtney;Chang, Y. Paul;Bransteitter, Ronda;Chelico, Linda;Sen, Udayaditya;Stevens, Raymond C.;Goodman, Myron F.;Chen, Xiaojiang S.
APOBEC家族成员参与多种生物学功能。APOBEC3G通过单链DNA上的胞苷脱氨基或RNA结合来限制人类免疫缺陷病毒(HIV)、乙肝病毒和逆转录病毒的复制。本文报道了从大肠杆菌中纯化的APOBEC3G(APOBEC3G-CD2)羧基末端脱氨酶结构域的高分辨晶体结构。APOBEC3G-CD2结构具有一个五链的β-SHAP核心，这是所有已知的脱氨酶结构所共有的，并且与另一种APOBEC蛋白APOBEC2(参考文献)的结构非常相似。APOBEC3G-CD2与其他脱氨酶结构的比较表明，直接参与底物结合的活性部位环结构保守。在X射线结构中，这些APOBEC3G活性中心环在活性中心周围形成一个连续的“衬底沟槽”。这个假定的底物沟槽的取向与核磁共振结构预测的沟槽有明显的不同(90度)。我们在凹槽周围引入了突变，并确定了与底物专一性、单链DNA结合和脱氨酶活性有关的残基。这些结果为理解APOBEC家族底物专一性的潜在机制提供了基础。
The APOBEC family members are involved in diverse biological functions. APOBEC3G restricts the replication of human immunodeficiency virus (HIV), hepatitis B virus and retroelements by cytidine deamination on single-stranded DNA or by RNA binding. Here we report the high-resolution crystal structure of the carboxy-terminal deaminase domain of APOBEC3G (APOBEC3G-CD2) purified from Escherichia coli. The APOBEC3G-CD2 structure has a five-stranded β-sheet core that is common to all known deaminase structures and closely resembles the structure of another APOBEC protein, APOBEC2 (ref.). A comparison of APOBEC3G-CD2 with other deaminase structures shows a structural conservation of the active-site loops that are directly involved in substrate binding. In the X-ray structure, these APOBEC3G active-site loops form a continuous ‘substrate groove’ around the active centre. The orientation of this putative substrate groove differs markedly (by 90 degrees) from the groove predicted by the NMR structure. We have introduced mutations around the groove, and have identified residues involved in substrate specificity, single-stranded DNA binding and deaminase activity. These results provide a basis for understanding the underlying mechanisms of substrate specificity for the APOBEC family.
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