Структурные сведения о распознавании РНК экзорибонуклеазой YhaM Staphylococcus aureus

Бактериальные рибонуклеазы регулируют экспрессию генов в ответ на стрессовые условия окружающей среды и взаимодействия с хозяином. У Staphylococcus aureus фактор индукции гибернации (Hpf) способствует образованию 100S рибосом, устойчивых к RNase R. Ранее мы показали, что экзорибонуклеаза 3'→5' YhaM расщепляет транскрипт hpf, снижая синтез Hpf и приводя к деградации рибосом. Структуры любых гомологов YhaM в комплексе с РНК не были доступны, а биологические исследования YhaM ограничены. Здесь мы показываем, что удаление yhaM ослабляет вирулентность S. aureus в модели инфекции Galleria mellonella. Мы также определили структуры комплексов YhaM–РНК методом криоэлектронной микроскопии. YhaM образует гексамерный комплекс, устроенный в виде кольца: его N-концевые домены связывания олигонуклеотидов/олигосахаридов (OB) расположены по обе стороны кольца, в то время как активные центры каталитического домена, богатого гистидином и аспартатом (HD), погружены во внутреннюю часть. Домены OB-1'' распознают шпильку hpf посредством формирования комплементарных взаимодействий в малом бороздке. Связывание РНК двумя OB-доменами YhaM опосредовано взаимодействием как каркасов, так и нуклеобаз субстрата РНК, при этом стекинг ароматических остатков и нуклеобаз, вероятно, способствует узнавания субстрата. Структуры YhaM в комплексе с одноцепочечной РНК показывают, как 3'-концы двух молекул РНК располагаются в HD-домене в положении, готовом к катализу. Хотя присутствуют шесть активных центров YhaM, в расщеплении РНК задействованы только два, что дополнительно указывает на важность оставшихся мономеров YhaM как структурных каркасов, направляющих РНК к активному центру. В сумме эти результаты дают представление об уникальной сборке малоизученной бактериальной рибонуклеазы.