Verrucomicrobia来源的Argonaute核酸酶的催化性质研究

Argonaute(Ago)蛋白质是广泛存在于真核生物和原核生物的可编程核酸酶。真核Agos(eukaryotic Agos,e Agos)利用向导RNA(guide RNA,g RNA)靶向切割RNA,并在RNA干扰(RNAi)途径中起关键作用。大多数已报道的原核Agos(prokaryotic Agos,p Agos)利用向导DNA(guide DNA,g DNA)靶向切割DNA,在抵御外来遗传物质Roxadustat生产商入侵和细胞复制等途径发挥作用。最近,几种靶向RNA的p Agos被报道,尽管才开始对它们的功能和作用机制展开研究,但它们在RNA靶向等领域已展示出较大的应用潜力。为了扩展靶向RNA的p Agos的种类,本研究以Kurthia massiliensis来源的能够靶向RNA的Km Ago的PIWI结构域作为种子序列在NCBI中进行BLAST,并对候选p Agos进行表达纯化和生化性质分析。初步实验表明,Verrucomicrobia来源的VbAgo在5′端磷酸化的DNA(5′P-g DNA)和5′端羟基化的DNA(5′OH-g DNA)引导下切割互补的RNA靶(t RNA)。本文系统研究了VbAgo的酶学性质和催化性质,具体研究结果如下:1.VbAgo在25-65℃利用5′Pselleckchem LEE011-g DNA和5′OH-g DNA切割RNA靶,在37℃专一性切割RNA靶而非DNA靶,在≥45℃表现出微弱的DNA靶(tsandwich bioassay DNA)切割活性;2.VbAgo对盐浓度较为敏感,Na Cl浓度≥100 m M会抑制切割活性;3.VbAgo利用12-44 nt的5′P-g DNA和13-44 nt的5′OH-g DNA切割RNA靶,且在15 nt和16 nt g DNA引导下切割活性最高;4.VbAgo依赖Mn~(2+)和Mg~(2+)切割RNA靶,并且Mg~(2+)优于Mn~(2+);5.VbAgo对g DNA和RNA靶之间的错配具有低耐受性,在g DNA的6、9、11和12位引入单核苷酸错配和3-15位引入双核苷酸错配会显著降低VbAgo的切割效率;6.VbAgo对具有不同5′端核苷酸的g DNA没有明显偏好性,同时表现为多转化数酶;7.VbAgo在37℃和50℃能利用5′P-g DNA切割含有高级结构的RNA靶;综上所述,VbAgo具有在37℃专一性切割RNA靶的活性,对不同首位核苷酸的向导链没有明显偏好性,并且还能切割具有高级结构的RNA靶,这些特性拓宽了对Ago蛋白质的理解。VbAgo可能应用于RNA编辑,扩展了基于p Ago的RNA操纵工具箱。