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1.
Nucleic Acids Res ; 49(2): 1046-1064, 2021 01 25.
Artículo en Inglés | MEDLINE | ID: mdl-33410911

RESUMEN

Replication initiator proteins (Reps) from the HUH-endonuclease superfamily process specific single-stranded DNA (ssDNA) sequences to initiate rolling circle/hairpin replication in viruses, such as crop ravaging geminiviruses and human disease causing parvoviruses. In biotechnology contexts, Reps are the basis for HUH-tag bioconjugation and a critical adeno-associated virus genome integration tool. We solved the first co-crystal structures of Reps complexed to ssDNA, revealing a key motif for conferring sequence specificity and for anchoring a bent DNA architecture. In combination, we developed a deep sequencing cleavage assay, termed HUH-seq, to interrogate subtleties in Rep specificity and demonstrate how differences can be exploited for multiplexed HUH-tagging. Together, our insights allowed engineering of only four amino acids in a Rep chimera to predictably alter sequence specificity. These results have important implications for modulating viral infections, developing Rep-based genomic integration tools, and enabling massively parallel HUH-tag barcoding and bioconjugation applications.


Asunto(s)
ADN Helicasas/metabolismo , ADN de Cadena Simple/metabolismo , Desoxirribonucleasa I/metabolismo , Conformación de Ácido Nucleico , Conformación Proteica , Ingeniería de Proteínas/métodos , Endonucleasas Específicas del ADN y ARN con un Solo Filamento/metabolismo , Transactivadores/metabolismo , Proteínas Virales/metabolismo , Secuencias de Aminoácidos , Secuencia de Aminoácidos , Circoviridae/enzimología , Secuencia Conservada , Cristalografía por Rayos X , ADN Helicasas/química , ADN de Cadena Simple/química , Desoxirribonucleasa I/química , Biblioteca de Genes , Modelos Moleculares , Simulación del Acoplamiento Molecular , Datos de Secuencia Molecular , Virus de Plantas/enzimología , Unión Proteica , Proteínas Recombinantes de Fusión/química , Proteínas Recombinantes de Fusión/metabolismo , Origen de Réplica , Alineación de Secuencia , Homología de Secuencia de Aminoácido , Endonucleasas Específicas del ADN y ARN con un Solo Filamento/química , Especificidad por Sustrato , Transactivadores/química , Proteínas Virales/química
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