Structural and mechanistic insights into the inhibition of type I-F CRISPR-Cas system by anti-CRISPR protein AcrIF23.
Structural and mechanistic insights into the inhibition of type I-F CRISPR-Cas system by anti-CRISPR protein AcrIF23.
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抗crispr蛋白AcrIF23抑制I-F型CRISPR-Cas系统的结构和机制研究
DOI：
10.1016/j.jbc.2022.102124
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发表时间：
2022-07
影响因子：
4.8
通讯作者：
Feng, Yue
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ren, Junhui;Wang, Hao;Yang, Lingguang;Li, Feixue;Wu, Yao;Luo, Zhipu;Chen, Zeliang;Zhang, Yi;Feng, Yue
原核生物进化成簇的规则间隔短回文重复序列(CRISPR)和CRISPR相关蛋白(Cas)，作为一种针对包括有害噬菌体在内的移动遗传元件的适应性免疫防御。为了对抗这种防御，许多可移动的遗传元件依次编码抗CRISPR蛋白(ACRs)来使CRISPR-Cas系统失活。虽然ACRS的多种机制已被发现，但尚不清楚是否有其他机制被未特定化的ACRS所利用。在这里，我们报告了最近发现的AcrIF23采用的一种新机制。我们发现，在I-F CRISPR-Cas系统中，AcrIF23与Cas2/3解旋酶-核酸酶相互作用，类似于AcrIF3。AcrIF23的结构显示了一种新的折叠和基于结构的突变，证实了AcrIF23的表面区参与了Cas2/3结合及其抑制能力。然而，与AcrIF3不同的是，我们发现AcrIF23只有效地抑制Cas2/3的DNA切割活性，但不阻止Cas2/3被CRISPR RNA导向的监视复合体(CSY复合体)招募。此外，与AcrIF3阻碍Cas2/3识别底物DNA相反，我们发现AcrIF23促进了DNA与Cas2/3的结合。综上所述，我们的研究发现了AcrIF23使用的一种新的抗CRISPR机制，并强调了ACRS采用的多种机制。
Prokaryotes evolved clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins as a kind of adaptive immune defense against mobile genetic elements including harmful phages. To counteract this defense, many mobile genetic elements in turn encode anti-CRISPR proteins (Acrs) to inactivate the CRISPR-Cas system. While multiple mechanisms of Acrs have been uncovered, it remains unknown whether other mechanisms are utilized by uncharacterized Acrs. Here, we report a novel mechanism adopted by recently identified AcrIF23. We show that AcrIF23 interacts with the Cas2/3 helicase-nuclease in the type I-F CRISPR-Cas system, similar to AcrIF3. The structure of AcrIF23 demonstrated a novel fold and structure-based mutagenesis identified a surface region of AcrIF23 involved in both Cas2/3-binding and its inhibition capacity. Unlike AcrIF3, however, we found AcrIF23 only potently inhibits the DNA cleavage activity of Cas2/3 but does not hinder the recruitment of Cas2/3 to the CRISPR RNA-guided surveillance complex (the Csy complex). Also, in contrast to AcrIF3 which hinders substrate DNA recognition by Cas2/3, we show AcrIF23 promotes DNA binding to Cas2/3. Taken together, our study identifies a novel anti-CRISPR mechanism used by AcrIF23 and highlights the diverse mechanisms adopted by Acrs.
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影响因子：
64.8
作者：
Bondy-Denomy J;Garcia B;Strum S;Du M;Rollins MF;Hidalgo-Reyes Y;Wiedenheft B;Maxwell KL;Davidson AR
通讯作者：
Davidson AR
DOI：
10.1073/pnas.1616395114
发表时间：
2017-06-27
影响因子：
11.1
作者：
Rollins, MaryClare F.;Chowdhury, Saikat;Wiedenheft, Blake
通讯作者：
Wiedenheft, Blake
影响因子：
16.6
作者：
Pinilla-Redondo R;Shehreen S;Marino ND;Fagerlund RD;Brown CM;Sørensen SJ;Fineran PC;Bondy-Denomy J
通讯作者：
Bondy-Denomy J
Selenourea：一种用于大分子X射线晶体结构的方便的相分化车辆。
影响因子：
4.6
作者：
Luo Z
通讯作者：
Luo Z
影响因子：
16
作者：
Niu, Yiying;Yang, Lingguang;Feng, Yue
通讯作者：
Feng, Yue