多功能Acr IF24抑制I-F型CRISPR-Cas系统的分子机制研究

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多功能Acr IF24抑制I-F型CRISPR-Cas系统的分子机制研究

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中文摘要：CRISPR-Cas是一种原核生物的噬菌体防御系统，反过来，噬菌体也利用相应的anti-CRISPR蛋白(Acrs)来对抗CRISPR-Cas系统。本文研究一种anti-CRISPR蛋白AcrIF24,解析了 AcrIF24及其与crRNA引导的监视复合物(Csycomplex)(Csy-AcrIF24)的结构，同时，通过一系列生化实验，阐明了AcrIF24抑制I-F型CRISPR-Cas系统的分子机制。本文发现AcrIF24中HTH基序能结合到Acr启动子区域，并抑制其转录，揭示了它们作为Aca基因对Acr表达的调控作用。另一方面AcrIF24本身也是同源二聚体，并能进一步引发Csy复合物发生二聚化，形成Csy-AcrIF24异源四聚体。Csy-AcrIF24及Csy-dsDNAsp结构对比及生化实验发现，AcrIF24对酶切活性的抑制作用主要有两个途径:一方面AcrIF24和靶标DNA能竞争性地结合Csy复合物，即AcrIF24阻断靶标DNA与crRNA的结合;另一方面，AcrIF24具有与AcrIF9相似的诱导序列非特异性dsDNA与Csy复合物结合的作用。进一步分析Csy-AcrIF24-dsDNA复合物结构及生化机制表明，AcrIF24的HTH基序以及Csy复合物中PAM识别环是Csy-AcrIF24结合序列非特异性dsDNA的必要结构元件。引起AcrIF24对非特异性结合DNA结合能力下降的突变体，其对CRISPR-Cas系统的抑制作用也下降。总之，本论文系统阐释了AcrIF24多重功能作用机制，为I-F型系统调控工具的开发奠定基础。

作者：

丁浩

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关键词：

噬菌体 CRISPR-Cas系统 AcrIF24蛋白抑制机制

授予学位：

硕士

学科专业：

生物与医药

导师：

冯越；陈发荣

学位年度：

2023

学位授予单位：

北京化工大学

语种：

中文

中图分类号：

Q7