ヒトUPF1ヘリカーゼコアへの構造的および機能的洞察

ナンセンスを介したmRNA減衰（NMD）は、早期の停止コドンを含む異常なmRNAを認識して分解するmRNA監視経路です。NMDの重要なタンパク質はUPF1Pであり、ヘリカーゼスーパーファミリー1（SF1）に属し、ATP加水分解のエネルギーを利用してRNAまたはRNA-タンパク質複合体の構造の遷移を促進すると考えられています。3つの状態で決定されたヒトUPF1Pの触媒コアの結晶構造（リン酸塩、AMPPNP、およびADP結合形式）は、N末端RECA様ドメインから突き出ている2つの追加ドメインを持つ2つのRECA様ドメインを含む全体的な構造を明らかにします。変異解析と組み合わせた構造比較は、おそらく一本鎖RNA（SSRNA）結合チャネルと、ATP結合と加水分解に結合した立体構造変化のサイクルを特定します。これらの立体構造の変化は、ATP結合がSSRNA結合をUPF1Pに不安定にする方法を説明できる方法で、SSRNA結合チャネルの可能性を変化させます。

Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) is an mRNA surveillance pathway that recognizes and degrades aberrant mRNAs containing premature stop codons. A critical protein in NMD is Upf1p, which belongs to the helicase super family 1 (SF1), and is thought to utilize the energy of ATP hydrolysis to promote transitions in the structure of RNA or RNA-protein complexes. The crystal structure of the catalytic core of human Upf1p determined in three states (phosphate-, AMPPNP- and ADP-bound forms) reveals an overall structure containing two RecA-like domains with two additional domains protruding from the N-terminal RecA-like domain. Structural comparison combined with mutational analysis identifies a likely single-stranded RNA (ssRNA)-binding channel, and a cycle of conformational change coupled to ATP binding and hydrolysis. These conformational changes alter the likely ssRNA-binding channel in a manner that can explain how ATP binding destabilizes ssRNA binding to Upf1p.