Structural asymmetry governs the assembly and GTPase activity of McrBC restriction complexes.
Structural asymmetry governs the assembly and GTPase activity of McrBC restriction complexes.
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结构不对称控制MCRBC限制复合物的组装和GTPase活性。
DOI：
10.1038/s41467-020-19735-4
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发表时间：
2020-11-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chappie JS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Niu Y;Suzuki H;Hosford CJ;Walz T;Chappie JS
McrBC复合物是由马达驱动的核酸酶，通过切割外来DNA在细菌的自我防御中发挥作用。特异性结合GTP的AAA +蛋白McrB为沿DNA的移位提供动力，其水解活性受到其伙伴核酸酶McrC的刺激。在此，我们报道了耐γ -热球菌（Thermococcus gammatolerans）的McrB和McrBC以及大肠杆菌的McrBC的冷冻电镜结构。McrB六聚体包含基础GTP水解所必需的催化机制，其本身是不对称的。这种不对称性决定了McrC的结合，使其与单个活性位点结合，然后它利用精氨酸/赖氨酸介导的氢键网络重新定位McrB特征基序中的天冬酰胺以实现最佳催化功能。虽然这两种McrBC复合物使用不同的DNA结合结构域，但它们都有助于所有G蛋白所采用的相同的通用GTP识别机制。不对称性还诱导环周围不同的亚基间相互作用，表明存在一个协调的、有方向性的GTP水解循环。我们的数据为理解控制McrB家族AAA +马达的保守分子机制提供了见解。
细菌防御系统McrBC是一种由两部分组成的、由马达驱动的核酸酶复合物，它能切割外来DNA。在此，作者展示了特异性结合GTP的AAA +马达蛋白McrB以及两种McrBC复合物的结构，并讨论了McrC结合如何刺激McrB GTP水解的分子机制。
McrBC complexes are motor-driven nucleases functioning in bacterial self-defense by cleaving foreign DNA. The GTP-specific AAA + protein McrB powers translocation along DNA and its hydrolysis activity is stimulated by its partner nuclease McrC. Here, we report cryo-EM structures of Thermococcus gammatolerans McrB and McrBC, and E. coli McrBC. The McrB hexamers, containing the necessary catalytic machinery for basal GTP hydrolysis, are intrinsically asymmetric. This asymmetry directs McrC binding so that it engages a single active site, where it then uses an arginine/lysine-mediated hydrogen-bonding network to reposition the asparagine in the McrB signature motif for optimal catalytic function. While the two McrBC complexes use different DNA-binding domains, these contribute to the same general GTP-recognition mechanism employed by all G proteins. Asymmetry also induces distinct inter-subunit interactions around the ring, suggesting a coordinated and directional GTP-hydrolysis cycle. Our data provide insights into the conserved molecular mechanisms governing McrB family AAA + motors. The bacterial defense system McrBC is a two-component motor-driven nuclease complex that cleaves foreign DNA. Here, the authors present the structures of the GTP-specific AAA + motor protein McrB and two McrBC complexes and discuss the molecular mechanism of how McrC binding stimulates McrB GTP hydrolysis.
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DOI：
10.1107/s0907444905036693
发表时间：
2006-01-01
影响因子：
2.2
作者：
Evans, P
通讯作者：
Evans, P
影响因子：
64.8
作者：
DHARMALINGAM, K;GOLDBERG, EB
通讯作者：
GOLDBERG, EB
影响因子：
3.7
作者：
Gast, FU;Brinkmann, T;Pingoud, A
通讯作者：
Pingoud, A
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH
DOI：
10.1107/s0907444905033998
发表时间：
2006-01-01
影响因子：
2.2
作者：
Bourenkov, GP;Popov, AN
通讯作者：
Popov, AN