タイプIII-A CRISPR–Cas酵素によるcA6合成の分子基盤とcA4生産への変換

要旨 タイプIII-A（Csm）CRISPR–Casシステムは、宿主をウイルス侵入者から守るための多くのサブユニットと多面的な原核生物酵素です。活性化因子RNA転写物を切断することに加えて、Csmは単鎖DNAを分解し、Cas10サブユニットによって環状オリゴアデニル酸（cOAs）を合成するという2つの追加的な機能を持っています。既知のCas10酵素はcOA生産において興味深い多様性を示します。cA3、cA4、cA6の3つの主要な形態が特定されており、それぞれ特有の下流効果を引き起こす可能性があります。cOA依存的活性化のメカニズムは十分に特定されていますが、異なるcOAアイソフォームを合成するための分子基盤は不明です。ここでは、活性化因子RNAによって活性化されるcA6生成Csm複合体の構造的特徴を示します。cA6合成の捕捉された中間体の分析は、3′から5′へのヌクレオチジル移転プロセスを示唆しています。鎖延長経路に沿って、cA6生成Cas10にのみ見られるユニークなチロシン–スレオニン二元配偶体を含む3つの主要なアデニン結合部位が特定できます。一貫して、チロシン–スレオニン二元配偶体を破壊すると、cA6生産が特に損なわれ、cA4生産が促進されます。これらの発見は、Cas10がリン酸ジエステル結合を形成するためのユニークな酵素メカニズムを利用し、cOA鎖の長さを調節するために独自の戦略を進化させていることを示唆しています。