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Willkomm, Sarah ; Jakob, Leonhard ; Kramm, Kevin ; Graus, Veronika ; Neumeier, Julia ; Meister, Gunter ; Grohmann, Dina

Single-molecule FRET uncovers hidden conformations and dynamics of human Argonaute 2

Willkomm, Sarah , Jakob, Leonhard, Kramm, Kevin, Graus, Veronika, Neumeier, Julia, Meister, Gunter und Grohmann, Dina (2022) Single-molecule FRET uncovers hidden conformations and dynamics of human Argonaute 2. Nature Communications 13, art.no.3825.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 06 Jul 2022 04:40
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.52568


Zusammenfassung

Human Argonaute 2 (hAgo2) constitutes the functional core of the RNA interference pathway. Guide RNAs direct hAgo2 to target mRNAs, which ultimately leads to hAgo2-mediated mRNA degradation or translational inhibition. Here, we combine site-specifically labeled hAgo2 with time-resolved single-molecule FRET measurements to monitor conformational states and dynamics of hAgo2 and hAgo2-RNA complexes ...

Human Argonaute 2 (hAgo2) constitutes the functional core of the RNA interference pathway. Guide RNAs direct hAgo2 to target mRNAs, which ultimately leads to hAgo2-mediated mRNA degradation or translational inhibition. Here, we combine site-specifically labeled hAgo2 with time-resolved single-molecule FRET measurements to monitor conformational states and dynamics of hAgo2 and hAgo2-RNA complexes in solution that remained elusive so far. We observe dynamic anchoring and release of the guide's 3'-end from the PAZ domain during the stepwise target loading process even with a fully complementary target. We find differences in structure and dynamic behavior between partially and fully paired canonical hAgo2-guide/target complexes and the miRNA processing complex formed by hAgo2 and pre-miRNA451. Furthermore, we detect a hitherto unknown conformation of hAgo2-guide/target complexes that poises them for target-directed miRNA degradation. Taken together, our results show how the conformational flexibility of hAgo2-RNA complexes determines function and the fate of the ribonucleoprotein particle. Single-molecule FRET measurements provide detailed insights into the conformational states and dynamics of human Argonaute 2 that are required for its function at the core of the eukaryotic RNA silencing pathway.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftNature Communications
Verlag:Nature
Ort der Veröffentlichung:BERLIN
Band:13
Seitenbereich:art.no.3825
Datum2 Juli 2022
InstitutionenBiologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Biochemie I > Prof. Dr. Gunter Meister
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Mikrobiologie (Archaeenzentrum) > Prof. Dr. Dina Grohmann
Chemie und Pharmazie > Institut für Pharmazie > Lehrstuhl Pharmakologie und Toxikologie (Prof. Schlossmann, ehemals Prof. Seifert)
Chemie und Pharmazie > Institut für Pharmazie > Lehrstuhl Pharmakologie und Toxikologie (Prof. Schlossmann, ehemals Prof. Seifert)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1038/s41467-022-31480-4DOI
Stichwörter / KeywordsSTRUCTURAL BASIS; GUIDE RNA; CRYSTAL-STRUCTURE; TARGET RNAS; MICRORNA; MESSENGER; PROTEINS; RISC; RECOGNITION; CLEAVAGE;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 615 Pharmazie
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-525682
Dokumenten-ID52568

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