Structure of human telomerase holoenzyme with bound telomeric DNA.
Structure of human telomerase holoenzyme with bound telomeric DNA.
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DOI：
10.1038/s41586-021-03415-4
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发表时间：
2021-05
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Nguyen THD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ghanim GE;Fountain AJ;van Roon AM;Rangan R;Das R;Collins K;Nguyen THD
端粒酶在染色体末端增加端粒重复，以补偿基因组末端复制不完整造成的端粒丢失。在人类中，端粒酶在胚胎发育期间和癌症中上调，而破坏其功能的突变会导致疾病。我们之前的人类端粒酶结构揭示了脊椎动物特有的组成和结构3，由一个催化核心组成，通过端粒酶RNA灵活地连接到H/ACA核糖核蛋白(RNP)叶上。为了有效地调节端粒酶活性作为治疗癌症和疾病的方法，高分辨率的结构信息是必要的。在这里，我们提出了人端粒酶全酶与端粒DNA结合的结构，用冷冻电子显微镜(Cryo-EM)测定，H/ACA RNP的分辨率为3.4？，催化核心的分辨率为3.8？该结构揭示了端粒酶活性部位的关键DNA/RNA结合界面和改变端粒酶活性的突变位置。我们在与一个基本的端粒酶RNA基序结合的全酶中发现了一个组蛋白H_2A-H_2B二聚体，这表明组蛋白在端粒酶RNA的折叠和功能中发挥了意想不到的作用。此外，真核细胞H/ACA RNP的第一个高分辨率结构揭示了保守的RNA和蛋白质基序的分子识别以及新的相互作用，这对于理解许多疾病突变的分子病理学至关重要。我们的发现揭示了人类端粒酶组装和活性部位出人意料的结构细节，为端粒酶靶向治疗的发展铺平了道路。
Telomerase adds telomeric repeats at chromosome ends to compensate for telomere loss caused by incomplete genome end replication1. In humans, telomerase is upregulated during embryogenesis and in cancers, while mutations that compromise its function result in diseases2. Our previous 8 Å human telomerase structure revealed vertebrate-specific composition and architecture3, consisting of a catalytic core flexibly tethered to an H/ACA ribonucleoprotein (RNP) lobe by telomerase RNA. To effectively modulate telomerase activity as a therapeutic approach against cancers and diseases, high-resolution structural information is necessary. Here we present the structure of human telomerase holoenzyme bound to a telomeric DNA, determined by cryo-electron microscopy (cryo-EM) at 3.4 Å resolution for the H/ACA RNP and 3.8 Å resolution for the catalytic core. The structure reveals crucial DNA/RNA binding interfaces in telomerase active site and locations of mutations that alter telomerase activity. We identified a histone H2A-H2B dimer within the holoenzyme bound to an essential telomerase RNA motif, suggesting an unexpected role for histones in telomerase RNA folding and function. Furthermore, the first high-resolution structure of a eukaryotic H/ACA RNP reveals the molecular recognition of conserved RNA and protein motifs and new interactions crucial for understanding the molecular pathology of many disease mutations. Our findings illuminate unanticipated structural details of human telomerase assembly and active site, paving the way for the development of telomerase-targeting therapeutics.
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影响因子：
64.5
作者：
Margalef P;Kotsantis P;Borel V;Bellelli R;Panier S;Boulton SJ
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Boulton SJ
影响因子：
7.7
作者：
Bai, Xiao-chen;Rajendra, Eeson;Scheres, Sjors H. W.
通讯作者：
Scheres, Sjors H. W.
DOI：
10.1007/978-1-4939-2763-0_17
发表时间：
2016-01-01
期刊：
NUCLEIC ACID CRYSTALLOGRAPHY: METHODS AND PROTOCOLS
影响因子：
--
作者：
Chou, Fang-Chieh;Echols, Nathaniel;Das, Rhiju
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Das, Rhiju
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用端粒DNA的端粒酶结构。
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Jiang J;Wang Y;Sušac L;Chan H;Basu R;Zhou ZH;Feigon J
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Feigon J