タイプIII CRISPR-Casシステムの補助的エフェクターの一種であるLon-SAVEDプロテアーゼの構造と機序 : crisp

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[注] SAVED（SMODS-associated and fused to various effector domains）

[出典] "Filament formation activates protease and ring nuclease activities of CRISPR Lon-SAVED" Smalakyte D [..] Tamulaitis G. Mol Cell. 2024-10-02. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.09.002 [所属] Vilnius U.

[構造情報]

EMDB 50054, 50055, 50056 / PDB 9EYK Cryo-EM structure of SAVED-Lon protease CCaCalpL filament bound to A4>p
EMDB 50054, 50055 / PDB 9EYJ Cryo-EM structure of SAVED-Lon protease CCaCalpL filament bound to cA4
EMDB 50054 / PDB 9EYI Cryo-EM structure of SAVED-Lon protease CCaCalpL filament bound to A4p

　CRISPR-Casシステムの中で、タイプIIIは、環状オリゴアデニル酸（cAn）シグナルを利用して様々な補助的エフェクターを活性化することで、ファージ感染に対抗する。その中にCRISPRに関連するLon-SAVEDプロテアーゼCalpLがあり、CalpLは抗σ因子CalpT、ECF様σ因子CalpSとともに三者エフェクターシステムを形成することが明らかにされ、CalpL-CalpT-CaslpSを介した抗ファージ免疫応答のモデルが提唱されている [＊]。

　リトニアの研究チームが今回、Candidatus Cloacimonas acidaminovorans Evry株（CCa）のタイプIII-A CRISPR-Cas関連CalpL-CalpT-CalpSエフェクターシステムの分子機構を詳らかにした [グラフィカルアブストラクト参照]。

　cA4結合が引き金となってCalpLフィラメントが形成され、ひいては、CalpT-CalpS二量体内のCalpTが切断される。この切断によりCalpTのC-デグロンが露出し、細胞内プロテアーゼによる分解の標的となる。その結果、CalpSは遊離してRNAポリメラーゼに結合し、大腸菌の増殖停止を引き起こす。

　CalpL-CalpT-CalpSシステムは、CalpLのSAVEDドメインによって制御されているが、SAVEDドメインはリングヌクレアーゼであり、cA4を順次3段階のメカニズムで切断する。

　本研究は、タイプIII CRISPR-Cas免疫システムにおけるシグナル伝達カスケードの活性化、タンパク質分解イベント、制御に関する重要な分子機序を詳らかにした。

[＊]