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使用工程化的HUH标签一步实现序列导向的共价蛋白质-RNA连接。

Sequence-Directed Covalent Protein-RNA Linkages in a Single Step Using Engineered HUH-Tags.

作者信息

Smiley Adam T, Babilonia-Díaz Natalia, Krueger August J, Aihara Hideki, Tompkins Kassidy J, Lemmex Andrew C D, Gordon Wendy R

机构信息

University of Minnesota, Department of Biochemistry, Molecular Biology, and Biophysics.

出版信息

bioRxiv. 2024 Aug 13:2024.08.13.607811. doi: 10.1101/2024.08.13.607811.

DOI:10.1101/2024.08.13.607811
PMID:39185166
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11343116/
Abstract

Replication-initiating HUH-endonucleases (Reps) are enzymes that form covalent bonds with single-stranded DNA (ssDNA) in a sequence specific manner to initiate rolling circle replication. These nucleases have been co-opted for use in biotechnology as sequence specific protein-ssDNA bioconjugation fusion partners dubbed 'HUH-tags'. Here, we describe the engineering and characterization of a series of laboratory evolved HUH-tags capable of forming robust sequence-directed covalent bonds with unmodified RNA substrates. We show that promiscuous Rep-RNA interaction can be enhanced through directed evolution from nearly undetectable levels in wildtype enzymes to robust reactivity in final engineered iterations. Taken together, these engineered HUH-tags represent a promising platform for enabling site-specific protein-RNA covalent bioconjugation in vitro, potentially mediating a host of new applications and offering a valuable addition to the HUH-tag repertoire.

摘要

复制起始型HUH核酸内切酶(Reps)是一类能以序列特异性方式与单链DNA(ssDNA)形成共价键以启动滚环复制的酶。这些核酸酶已被用于生物技术领域,作为序列特异性蛋白质-ssDNA生物共轭融合伙伴,被称为“HUH标签”。在此,我们描述了一系列经过实验室进化的HUH标签的工程改造和特性表征,这些标签能够与未修饰的RNA底物形成稳定的序列导向共价键。我们表明,通过定向进化,可将野生型酶中几乎不可检测水平的杂乱Rep-RNA相互作用增强至最终工程迭代中的强大反应性。综上所述,这些工程化的HUH标签代表了一个有前景的平台,可用于体外实现位点特异性蛋白质-RNA共价生物共轭,有可能介导一系列新应用,并为HUH标签库增添有价值的补充。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/9291/11343116/bf74a027d939/nihpp-2024.08.13.607811v1-f0005.jpg
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