用户：Wayne Decatur/植物病毒蛋白p19抑制RNA沉默

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p19与siRNA复合的三维结构

背景

RNA沉默是许多真核生物中依赖微小RNA作为靶向分子的基因失活系统。RNA沉默的一个功能，也称为转录后基因沉默或RNA干扰（RNAi）用于监测分子寄生虫，如病毒。双标记RNA触发RNA沉默途径，大多数植物病毒使用双链RNA复制基因组。各种植物病毒已经开发出规避技术来规避这种监测系统。在一种这样的回避策略中，植物病毒蛋白p19抑制植物的抗病毒RNA沉默反应。p19与双链RNA沉默介质高亲和力结合，称为小干扰RNA这种结合将隔离siRNA，阻止其参与RNA沉默的后续步骤。
siRNAs通常以其短长度（21–26 nt）、2 nt、3′外伸末端和5′磷酸基团为特征。最有效的沉默方法是使用由21-nt正链和21-nt反链组成的siRNA双工体，以2-nt 3'悬垂的方式配对（参见Tuschl实验室指南用于设计siRNA）^[1].
结构研究^[2]^[3]揭示了来自香石竹和番茄病毒的p19如何选择性地识别双链siRNA。来自香石榴病毒的p15出现在本页上；然而，结果与两个p19示例都相关，因为解出的结构非常相似，与同源蛋白质的高一致性百分比（89%）一致^[4].

结果

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p19和siRNA（1rpu），分辨率2.50Å()

资源：

第一眼,亚欧理事会,PDB总和,RCSB公司

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X射线晶体结构包括两者蛋白质和核糖核酸在综合体中。.

这个.
合成的R（右）N个A类衬底模拟21-nt双绞线siRNA发生在双链RNA诱导的RNAi沉默途径中。
双相区为19 nts，有2 nt3’悬挑。
下面是该结构中沉默RNA（siRNA）的两条链的示意图：
        5’-pCGUACGUCACGCGUACGUU-OH-3’
           |||||||||||||||||||
    3'-OH-UUGCAUGCGCACUGCGCAUGCp-5'

p19与siRNA结合.
p19二聚体的单个单体被着色棕褐色的和紫色.
单体链内部出现的明显断裂是由于此处电子密度低，无法对该区域建模，可能是由于连接物的灵活性。

每个是由五位alpha-helices和a四股β板.

表格a连续八牌号β板.

这个连续八牌号β板属于这是不寻常的，因为大多数蛋白质使用环和螺旋结合双链RNA，参见第二天,2zi0个,2小时或2盎司.

p19中几个保守的丝氨酸和苏氨酸残基介导与2'-羟基指定RNA作为底物，而不是DNA。这一观点仅显示了与RNA的核糖糖2’-羟基相互作用网络的一部分。与2’-羟相互作用的其他相互作用涉及水介导的接触和p19的侧链。此外，p19以特定方式广泛接触双链的磷酸骨干。正如预期的那样，为了确保识别任何抗病毒siRNA，没有碱基特异性接触。

p19指定存在5'-磷酸盐在每个RNA链的5'端，通过磷酸盐和保守的色氨酸（W42）。

最前所未有的是尺寸选择方法，其中p19充当读取基板尺寸的分子卡尺。这个两个色氨酸残基的芳香环（W39和W42）从两个p19单体中每一个的N末端附近的“读取”螺旋投射，堆积在末端碱基上，对称包围siRNA双链区的末端。因此，p19“卡尺”根据双链区大小测量并特别选择siRNA。p19有效调节19到21 bp范围内双工结合的能力可能源于分隔两个“读取头”螺旋的距离的结构可塑性。每个“阅读”螺旋通过一个短的柔性环和几个侧链相互作用连接到p19的结构核心，这可能允许在RNA端盖色氨酸残基的定位上有一定的灵活性。许多其他结构使用芳香环堆积在核苷酸碱基上，并以螺旋形式盖住链，参见1gm5的F204和Y208,1msw的W639和1个qln.

结论

X射线晶体结构显示，双链的大小是p19识别的siRNA的主要决定因素，生化实验支持这一评估。相反，2-nt 3'突起似乎与蛋白质没有多少特异性接触，这与Vargason等人发现的钝端19-bp RNA双链p19的可比结合亲和力一致，缺乏典型的2-nt单链3'突触。
因此，p19似乎已被广泛应用于与任何宿主siRNAs的结合，这对于那些具有19个bps的双链与5'磷酸盐的人来说是最高亲和力的。p19调节作为siRNAs生成的一部分而产生的3'端的2 nts悬挑，生化分析表明结合对21 nt-siRNAs最有利。p19与siRNAs的大小选择性相互作用的结构基础，其中延伸的β-表跨越螺旋定位侧翼螺旋的长度，介导与RNA的端盖堆积相互作用，在蛋白质与双链RNA的其他相互作用中尚未发现。

关于此结构

1rpu是一个蛋白质复合物序列的结构康乃馨意大利环斑病毒。完整的晶体学信息可从亚欧理事会.在解决的结构中，p19蛋白链的分子量为15.6 kDa（138个可见残基），命名为“a”。在溶解的结构中，p19蛋白链的分子量为15.2 kDa（135个可见残基）。结构中的p19-RNA复合物的总大小为52.1 kDa。生物康乃馨意大利环斑病毒p19是172个氨基酸，全长p19被表达和纯化以产生这种结构的晶体。

结构参考

RNA沉默抑制物对siRNA的大小选择性识别。，Vargason JM，Szittya G，Burgyan J，Tanaka Hall TM，Cell 2003年12月26日；115(7):799-811. PMID：14697199

注释和文献参考

↑黑腹果蝇胚胎裂解物中介导有效RNAi的siRNAs的功能解剖。，Elbashir SM、Martinez J、Patkaniowska A、Lendeckel W、Tuschl T、EMBO J.2001年12月3日；20(23):6877-88. PMID：11726523
↑RNA沉默抑制物对siRNA的大小选择性识别。，Vargason JM，Szittya G，Burgyan J，Tanaka Hall TM，Cell 2003年12月26日；115(7):799-811. PMID：14697199
↑RNA沉默的病毒抑制剂识别小干扰RNA。，Ye K，Malinina L，Patel D J，《自然》2003 426（6968）：874-878。Epub 2003年12月3日。PMID：14661029
↑ 康乃馨意大利环斑病毒p19（1rpu）与番茄浓密矮化病毒p19的比对（1r9f）.

其他文献和资源

绑定到siRNA的p19的巡视韦恩·迪凯特（Wayne Decatur），在一个由埃里克·马茨（Eric Martz）改编的探索友好界面中Jmol简介
番茄aspermy病毒蛋白2b.抑制RNA-silencing的结构基础。，陈海，杨杰，林C，袁亚，EMBO代表，2008年8月；9(8):754-60. Epub 2008年7月4日PMID：18600235
鸡舍病毒B2蛋白是RNA干扰的病毒抑制剂，其结构显示了一种新的双链RNA识别模式。，Lingel A、Simon B、Izaurralde E、Sattler M.EMBO代表，2005年12月；6(12):1149-55. PMID：16270100
Flock House病毒蛋白B2对RNA-silencing抑制的双重模式。Chao JA、Lee JH、Chapados BR、Debler EW、Schneemann A、Williamson JR、Nat Struct Mol Biol。2005年11月；12(11):952-7. PMID：16228003
RNA沉默的病毒抑制剂识别小干扰RNA。，Ye K，Malinina L，Patel D J，《自然》2003 426（6968）：874-878。Epub 2003年12月3日。PMID：14661029
确定小RNA的大小。，Jabri E，《自然结构与分子生物学》2004年11月112日。PMID：14749769
RNA沉默的普遍抑制剂p19的晶体结构。，Baulcombe DC，Molnar A，《生物化学科学趋势》。2004 29(6):279-281. PMID：15276178
RNA沉默的植物病毒抑制剂。，Roth BM、Pruss GJ、Vance VB、Virus Res.2004年6月1日；102(1):97-108. PMID：15068885
RNAi途径中蛋白质-RNA识别的新模式。Lingel A、Sattler M、Curr Opin结构生物学。2005. 15(1):107-115. PMID：15718141
Nature Reviews RNAi收集
Tombusvirus编码的P19：从无关紧要到优雅。Scholthof HB，《自然评论微生物学》。2006年5月22日；4(5):405-11. PMID：16518419

Kieft JS、Pfingsten JS。分子军备竞赛中的武器。自然结构分子生物学。2005年11月；12(11):938-9. PMID：16419274

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韦恩·迪凯特,埃兰·霍迪斯

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