RNA-tystnadsdämpare p19

RNA-tysta suppressor p19
Proteindimeren som bildas av två p19 - molekyler. Varje monomer är färgad från N-terminal (blå) till C-terminal (röd) för att illustrera dimerens änd-till-ände-orientering. Den prickade grå linjen i mitten framhäver dimergränssnittet. Från .
Identifierare
Symbol	Tombus_s19
Pfam	PF03220
InterPro	IPR004905
Tillgängliga proteinstrukturer: Pfam   strukturer / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsumma struktur sammanfattning

RNA-tystnadssuppressor p19 (även känd som Tombusvirus P19 kärnprotein och 19 kDa symptom svårighetsgradsmodulator ) är ett protein som uttrycks från ORF4 -genen i genomet av tombusvirus . Dessa virus är positiva enkelsträngade RNA-virus som infekterar växtceller , där RNA-tystnad bildar ett utbrett och robust antiviralt försvarssystem. P19-proteinet fungerar som en motförsvarsstrategi, och binder specifikt de 19- till 21- nukleotider dubbelsträngade RNA:erna som fungerar som små störande RNA (siRNA) i RNA-tystnadssystemet. Genom att sekvestrera siRNA undertrycker p19 RNA-tystnad och främjar viral proliferation. P19-proteinet anses vara en betydande virulensfaktor och en del av en evolutionär kapprustning mellan växter och deras patogener .

Strukturera

Strukturen av det tomatbuskiga stuntvirus p19-proteinet bundet till dubbelsträngat RNA. De två p19-monomererna visas i blått och grönt; RNA-ryggraden visas i orange. Alfaspiralerna i toppen och botten interagerar med ändarna av RNA:t, vilket säkerställer att endast RNA med rätt längd binds. Detta har beskrivits som en "molekylär tjocklek ". Från .

P19-proteinet fick sitt namn från sin storlek, som är cirka 19 kilodalton . Den bildar en funktionell homodimer . Kristallstrukturerna är tillgängliga av p19-proteiner från tomatbuskiga stuntvirus och Carnation Italian ringspot- virus ; proteinet består av en ny proteinveckning och exemplifierar en tidigare okänd mekanism för att binda RNA , genom att använda en bindningsyta bildad av ett beta-ark och flankerad av alfa-helixar för att interagera med dubbelsträngade RNA:n på cirka 21 nukleotider långa i en icke-sekvens -specifikt sätt.

Fungera

p19-proteinet binder till dubbelsträngade RNA som fungerar som kort interfererande RNA (siRNA) och är specialiserat på 21-nukleotiders produkt av enzymet DCL4 (en medlem av en familj av växtenzymer med homologi med Dicer ). Genom att binda till siRNA, binder p19 dessa arter och förhindrar dem från att interagera med det RNA-inducerade tystande komplexet (RISC), ett proteinkomplex som förmedlar den antivirala RNA-tystnadsmekanismen i cellen.

p19-proteinet kan också binda till mikroRNA- molekyler som är endogena för värdcellen, såväl som siRNA:n som slutligen härrör från virusets eget genom. Ett undantag från detta mönster är särskilt p19:s ineffektivitet i att interagera med mikroRNA miR-168, ett regulatoriskt icke-kodande RNA som undertrycker uttryck av argonaute -1 (AGO1). AGO1-proteinet krävs för RNA-tystnad, vilket selektivt skonar dess repressor från p19:s allmänna sekvestrering av miRNA har effekten att minska cellulära AGO1-nivåer och är en ytterligare mekanism genom vilken p19 hämmar tystnad. De två mekanismerna är oberoende av varandra och kan selektivt upphävas genom mutationer .

Evolution

Genen som kodar för p19-proteinet är ett exempel på en övertryckt gen , ett genomiskt arrangemang som är vanligt i virus där flera gener kodas av samma del av genomet som läses i alternativa läsramar . Den öppna läsramen ORF4, som kodar för p19, är helt innesluten i den öppna läsramen för en annan gen, som betecknas ORF3 och kodar för rörelseproteinet p22. Båda generna, och deras relativa positioner, är bevarade inom tombusvirusfamiljen. P19 tros ha sitt ursprung de novo i denna härstamning.

Sekvestrering av dsRNA är en vanlig viral motförsvarsstrategi mot RNA-tystnad, utvecklad i en form av evolutionär kapprustning mellan virus och värd. p19-proteinet är inte unikt i denna roll; i ett exempel på konvergent evolution tycks denna strategi ha utvecklats minst tre gånger i distinkta virala linjer med användning av proteiner med distinkta strukturer och fysiska sätt att binda RNA.

Historia

Tomatbuskiga stuntvirus , som är typen av tombusvirusfamiljen , är ett långvarigt modellsystem för studier av växtvirus . Den öppna läsramen som kodar för p19 upptäcktes ursprungligen i slutet av 1980-talet när virusets genom sekvenserades; det visades senare att det förutsagda proteinet verkligen uttrycktes från genen, även om dess roll i att främja virulens och smittsamhet till en början var underskattad. Efter klargörandet av dess roll som en suppressor av RNA-tystnad, har p19 också använts som ett verktyg i molekylärbiologisk forskning om RNA-tystnad, RNA-interferens och relaterade processer.