Anti-CRISPR蛋白AcrVA2的结构生物学研究

大多数古生菌及半数细菌都含有成簇有规律间隔的短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)和CRISPR相关(CRISPR-associated,Cas)蛋白质构成的适应性免疫系统,来抵御外界噬菌体的入侵.而噬菌体为了对抗这种免疫系统,也进化出许多抗CRISPR(anti-CRISPR,Acr)的蛋白质,使得CRISPR-Cas系统受到抑制.来自牛眼莫拉氏菌(Moraxella bovoculi)的AcrVA2是目前发现的可抑制V-A型CRISPR-Cas系统效应蛋白Cas12a发挥切割活性的Acr蛋白之一,其作用机理尚不清楚.本文解析了自由状态的AcrVA2和MbCas12a620-636-AcrVA2复合物的晶体结构,发现AcrVA2蛋白采用了一种新的α-β折叠结构,且只与自由状态的Cas12a结合.此外,AcrVA2与MbCas12a620-636的结合主要依靠氢键和盐桥的相互作用力,并通过疏水界面得到进一步稳定.这些结果提示,AcrVA2是通过与自由状态的MbCas12a结合来发挥抑制活性的,这对进一步理解Acr蛋白抑制V-A型CRISPR-Cas系统的多样化机制有重要意义.