A Fijivirus Major Viroplasm Protein Shows RNA-Stimulated ATPase Activity by Adopting Pentameric and Hexameric Assemblies of Dimers.

ATPase RNA binding protein X-ray crystallography cryo-electron microscopy double-stranded RNA virus molecular dynamics simulations plant virus protein structure protein structure-function protein-nucleic acid interaction reovirus small-angle X-ray scattering viroplasm

Journal

mBio
ISSN: 2150-7511
Titre abrégé: mBio
Pays: United States
ID NLM: 101519231

Informations de publication

Date de publication:
25 04 2023
Historique:
medline: 27 4 2023
pubmed: 15 2 2023
entrez: 14 2 2023
Statut: ppublish

Résumé

Fijiviruses replicate and package their genomes within viroplasms in a process involving RNA-RNA and RNA-protein interactions. Here, we demonstrate that the 24 C-terminal residues (C-arm) of the P9-1 major viroplasm protein of the mal de Río Cuarto virus (MRCV) are required for its multimerization and the formation of viroplasm-like structures. Using an integrative structural approach, the C-arm was found to be dispensable for P9-1 dimer assembly but essential for the formation of pentamers and hexamers of dimers (decamers and dodecamers), which favored RNA binding. Although both P9-1 and P9-1ΔC-arm catalyzed ATP with similar activities, an RNA-stimulated ATPase activity was only detected in the full-length protein, indicating a C-arm-mediated interaction between the ATP catalytic site and the allosteric RNA binding sites in the (do)decameric assemblies. A stronger preference to bind phosphate moieties in the decamer was predicted, suggesting that the allosteric modulation of ATPase activity by RNA is favored in this structural conformation. Our work reveals the structural versatility of a fijivirus major viroplasm protein and provides clues to its mechanism of action.

Identifiants

pubmed: 36786587
doi: 10.1128/mbio.00023-23
pmc: PMC10128069
doi:

Substances chimiques

RNA 63231-63-0
Adenosine Triphosphatases EC 3.6.1.-
Adenosine Triphosphate 8L70Q75FXE

Types de publication

Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

e0002323

Références

Annu Rev Biophys. 2020 May 6;49:247-265
pubmed: 32040349
J Gen Virol. 2013 Aug;94(Pt 8):1908-1916
pubmed: 23636822
Virology. 2012 Sep 1;430(2):81-9
pubmed: 22608534
J Struct Biol. 2016 Jul;195(1):93-9
pubmed: 27108186
Acta Crystallogr D Struct Biol. 2019 Oct 1;75(Pt 10):861-877
pubmed: 31588918
Protein Sci. 2018 Jan;27(1):129-134
pubmed: 28875543
J Synchrotron Radiat. 2010 Sep;17(5):700-7
pubmed: 20724792
Protein Sci. 2018 Jan;27(1):293-315
pubmed: 29067766
Crit Rev Biochem Mol Biol. 2021 Dec;56(6):621-639
pubmed: 34404299
Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Sep 2;111(35):E3624-30
pubmed: 25136104
Virus Res. 2010 Sep;152(1-2):96-103
pubmed: 20600394
Nucleic Acids Res. 2018 Jul 2;46(W1):W329-W337
pubmed: 29860432
Nat Methods. 2014 Jan;11(1):63-5
pubmed: 24213166
J Struct Biol. 2007 Jan;157(1):38-46
pubmed: 16859925
Viruses. 2021 Jul 12;13(7):
pubmed: 34372555
Mol Syst Biol. 2011 Oct 11;7:539
pubmed: 21988835
Virol J. 2009 Mar 17;6:32
pubmed: 19292925
J Mol Graph. 1996 Feb;14(1):33-8, 27-8
pubmed: 8744570
J Biol Chem. 2001 Mar 30;276(13):9679-87
pubmed: 11121414
J Mol Biol. 1993 Dec 5;234(3):779-815
pubmed: 8254673
J Chem Theory Comput. 2020 Jan 14;16(1):528-552
pubmed: 31714766
J Struct Biol. 2015 Nov;192(2):216-21
pubmed: 26278980
PLoS Pathog. 2021 Oct 14;17(10):e1009926
pubmed: 34648608
Insect Mol Biol. 2011 Oct;20(5):675-85
pubmed: 22093064
Nucleic Acids Res. 2007 Jul;35(Web Server issue):W460-4
pubmed: 17567614
J Virol Methods. 2008 Jul;151(1):95-100
pubmed: 18455810
J Struct Biol. 2007 Nov;160(2):157-67
pubmed: 17888678
Plant Dis. 1998 Apr;82(4):448
pubmed: 30856904
J Virol. 2006 Nov;80(21):10829-35
pubmed: 16928740
J Virol. 2011 Nov;85(22):11964-71
pubmed: 21900156
IUCrJ. 2014 May 30;1(Pt 4):213-20
pubmed: 25075342
J Biol Chem. 2004 Sep 3;279(36):37613-21
pubmed: 15155766
Elife. 2017 Sep 18;6:
pubmed: 28922109
J Virol. 2011 Mar;85(6):2781-92
pubmed: 21228236
Trends Biochem Sci. 1996 Jul;21(7):267-71
pubmed: 8755249
Protein Expr Purif. 2015 Jul;111:98-104
pubmed: 25870931
Structure. 2006 Feb;14(2):309-19
pubmed: 16472750
Protein Sci. 2018 Jan;27(1):112-128
pubmed: 28836357
J Gen Virol. 2011 Sep;92(Pt 9):2214-2221
pubmed: 21613445
Protein Sci. 2021 Jan;30(1):70-82
pubmed: 32881101
J Mol Biol. 2007 Sep 21;372(3):774-97
pubmed: 17681537
Plant J. 2015 Oct;84(1):70-82
pubmed: 26252567
Arch Virol. 2007;152(3):565-73
pubmed: 17115303
Bioinformatics. 2019 Jul 15;35(14):2427-2433
pubmed: 30500892
Biochemistry. 1993 Dec 7;32(48):13288-98
pubmed: 8241185
Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2010 Apr;66(Pt 4):486-501
pubmed: 20383002
Proteins. 2001 Dec 1;45(4):428-37
pubmed: 11746690
Nat Methods. 2018 Mar;15(3):191-193
pubmed: 29377013
Arch Virol. 2002 Sep;147(9):1699-709
pubmed: 12209310
Front Microbiol. 2021 Feb 24;12:628262
pubmed: 33717017
J Mol Biol. 2006 Sep 22;362(3):539-54
pubmed: 16934294
Virus Res. 2003 Mar;92(1):113-21
pubmed: 12606083
PLoS One. 2013;8(3):e58508
pubmed: 23526990
J Virol. 2012 Jan;86(2):746-56
pubmed: 22072761
Elife. 2018 Nov 09;7:
pubmed: 30412051
Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2010 Feb;66(Pt 2):125-32
pubmed: 20124692
Virus Genes. 2010 Aug;41(1):111-7
pubmed: 20419342
Arch Virol. 2005 Jun;150(6):1241-8
pubmed: 15747051
Curr Opin Virol. 2018 Dec;33:106-112
pubmed: 30145433
Virus Res. 2017 Feb 15;230:19-28
pubmed: 28087398
Nucleic Acids Res. 2015 Aug 18;43(14):7044-57
pubmed: 26109354
Micron. 2017 Jul;98:12-23
pubmed: 28359957
Nat Methods. 2017 Apr;14(4):331-332
pubmed: 28250466
J Appl Crystallogr. 2007 Aug 1;40(Pt 4):658-674
pubmed: 19461840
Bioinformatics. 2020 Nov 1;36(17):4660-4661
pubmed: 32573714
Plant Methods. 2006 Jun 29;2:13
pubmed: 16808845
Nat Methods. 2012 Jul;9(7):671-5
pubmed: 22930834
J Gen Virol. 2022 Nov;103(11):
pubmed: 36394457
EMBO J. 2021 Nov 2;40(21):e107711
pubmed: 34524703
J Virol. 2013 Dec;87(23):12885-99
pubmed: 24067964
J Virol. 2013 Jun;87(12):6819-28
pubmed: 23576499
Nature. 2002 May 16;417(6886):311-5
pubmed: 12015608
J Appl Crystallogr. 2012 Mar 15;45(Pt 2):342-350
pubmed: 25484842
Protein Sci. 2004 Oct;13(10):2825-8
pubmed: 15388866
J Struct Biol. 2013 Sep;183(3):342-353
pubmed: 23933392

Auteurs

Gabriela Llauger (G)

Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), De los Reseros y N. Repetto s/n, Hurlingham (B1686IGC), Buenos Aires, Argentina.

Roberto Melero (R)

Biocomputing Unit, Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Darwin 3, Campus Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain.

Demián Monti (D)

Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), De los Reseros y N. Repetto s/n, Hurlingham (B1686IGC), Buenos Aires, Argentina.

Gabriela Sycz (G)

Fundación Instituto Leloir, Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.

Cristián Huck-Iriart (C)

Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas (ITECA), Universidad Nacional de San Martín, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Escuela de Ciencia y Tecnología (ECyT), Laboratorio de Cristalografía Aplicada (LCA), Campus Miguelete, Buenos Aires, Argentina.

María L Cerutti (ML)

Fundación Instituto Leloir, Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica (PLABEM), Buenos Aires, Argentina.

Sebastián Klinke (S)

Fundación Instituto Leloir, Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica (PLABEM), Buenos Aires, Argentina.

Evelyn Mikkelsen (E)

Departamento de Química Biológica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas (IQUIFIB), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.

Ariel Tijman (A)

Computational Biophysics Lab, Department of Biological Sciences, CENUR Litoral Norte, Universidad de la República (UdelaR), Salto, Uruguay.
Molecular Microbiology Lab, Bioscience Department, Facultad de Química, Universidad de la República (UdelaR), Montevideo, Uruguay.
Biocatalysis and Biotransformation Lab, Organic Chemistry Department and Bioscience Department, Facultad de Química, Universidad de la República (UdelaR), Montevideo, Uruguay.

Rocío Arranz (R)

Departamento de Estructura de Macromoléculas, Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Darwin 3, Campus Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain.

Victoria Alfonso (V)

Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), De los Reseros y N. Repetto s/n, Hurlingham (B1686IGC), Buenos Aires, Argentina.

Sofía M Arellano (SM)

Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), De los Reseros y N. Repetto s/n, Hurlingham (B1686IGC), Buenos Aires, Argentina.

Fernando A Goldbaum (FA)

Fundación Instituto Leloir, Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica (PLABEM), Buenos Aires, Argentina.

Yann G J Sterckx (YGJ)

Laboratory of Medical Biochemistry and the Infla-Med Centre of Excellence, University of Antwerp (UA), Campus Drie Eiken, Wilrijk, Belgium.

José-María Carazo (JM)

Biocomputing Unit, Centro Nacional de Biotecnología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Darwin 3, Campus Universidad Autónoma de Madrid, Madrid, Spain.

Sergio B Kaufman (SB)

Departamento de Química Biológica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas (IQUIFIB), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.

Pablo D Dans (PD)

Computational Biophysics Lab, Department of Biological Sciences, CENUR Litoral Norte, Universidad de la República (UdelaR), Salto, Uruguay.
Bioinformatics Unit, Institut Pasteur de Montevideo, Montevideo, Uruguay.
Molecular Modelling and Bioinformatics Group, Institute for Research in Biomedicine, Barcelona, Spain.

Mariana Del Vas (M)

Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO), Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), De los Reseros y N. Repetto s/n, Hurlingham (B1686IGC), Buenos Aires, Argentina.

Lisandro H Otero (LH)

Fundación Instituto Leloir, Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.
Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica (PLABEM), Buenos Aires, Argentina.

Articles similaires

Robotic Surgical Procedures Animals Humans Telemedicine Models, Animal

Odour generalisation and detection dog training.

Lyn Caldicott, Thomas W Pike, Helen E Zulch et al.
1.00
Animals Odorants Dogs Generalization, Psychological Smell
Animals TOR Serine-Threonine Kinases Colorectal Neoplasms Colitis Mice
Animals Tail Swine Behavior, Animal Animal Husbandry

Classifications MeSH