Человеческие белки Argonaute: Разрезать или не разрезать?
Исследователи из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор определили ключевые различия между белками Argonaute у человека, которые объясняют, почему только один из них способен разрезать РНК.
Ключевые игроки в РНК-интерференции
Человеческие Argonaute (hAgo) — ключевые белки в процессе РНК-интерференции (RNAi), механизме регуляции экспрессии генов. Только hAgo2 обладает уникальной среди четырёх человеческих Argonautes способностью напрямую разрезать матричную РНК (mRNA), за что получил прозвище "slicer" ("резак"). Остальные белки (hAgo1, 3 и 4) такой активностью не обладают.
Структура неактивного "резака"
Группа профессора Лимора Джошуа-Тора представила в журнале Cell Reports атомную структуру неактивного hAgo1 в комплексе с микроРНК (miRNA) let-7. Это структура с самым высоким разрешением среди эукариотических Argonautes на сегодняшний день.
Мутации, превращающие неактивный белок в активный
Несмотря на структурное сходство с hAgo2, hAgo1 не режет РНК. Учёные использовали мутационный анализ, чтобы найти источник различий:
- Активный сайт: В ключевой последовательности из 4 аминокислот в активном сайте hAgo2 в hAgo1 присутствует одна замена. Однако её исправления оказалось недостаточно для активации slicing.
- Желоб связывания РНК: Для активации потребовалась вторая мутация в области связывания РНК (RNA binding groove). Это позволило hAgo1 приобрести активность, но с меньшей эффективностью, чем у hAgo2.
- N-домен: Замена N-домена hAgo1 на соответствующий домен от hAgo2 значительно усилила активность. Аналогичный результат был получен для hAgo3.
Вывод: важна вся структура белка
Исследование показывает, что для slicing-активности важна не только конфигурация активного сайта. Слабо отличающиеся мутации и целые белковые домены в hAgo2 оптимизированы для этой функции, чего нет в hAgo1, 3 и 4. Это демонстрирует, как удалённые от активного сайта области могут влиять на активность белка через тонкие изменения общей структуры.
Значение для терапии
Понимание работы этих белков на молекулярном уровне важно для разработки новых и улучшенных терапевтических средств, использующих малые РНК.