结构指导的分类框架揭示了BECR核糖核酸酶的多样性与催化架构

生命各域中的微生物均会参与分子冲突，通过部署毒素抑制竞争者或应对生物学威胁。其中，核糖核酸酶毒素尤为广泛且多样。相当大一部分核糖核酸酶毒素与 BECR 折叠相关；BECR 折叠是一种紧凑的 α/β 结构，即使在经历广泛分化后仍能支持核糖核酸酶活性。尽管已有若干典型成员得到充分表征，但由于序列相似性较低、催化残基存在变异，以及可能掩盖进化关系的结构扩展，许多 BECR 折叠蛋白仍难以识别。高置信度蛋白质结构预测结果日益丰富，为重新审视这一高度分化的蛋白质图谱提供了契机。在本研究中，我们整合迭代式 profile-HMM 搜索、谱相似性网络、结构分析、活性位点定位以及基因组背景信息，对生命之树中的 BECR 蛋白进行了系统研究。我们的分析解析出一个扩展的 BECR 折叠图谱，其中包括典型 BECR 超家族和 BECR-like 超家族；同时，我们进一步完善了典型 BECR 蛋白的组织框架，并鉴定出此前未被认识的蛋白家族。我们还验证了 BECR-Tox2 是一种可被其同源免疫蛋白中和的毒素，并表明其同源蛋白同时存在于 Menshen-like 抗噬菌体系统和多态性毒素基因座中。综上，这些发现拓展并厘清了 BECR 折叠的蛋白质图谱，并为鉴定和解析具有该折叠、但高度分化的蛋白质提供了框架。

生命各域中的微生物均会参与分子冲突，通过释放毒素抑制竞争者或应对生物威胁。其中，核糖核酸酶毒素尤为广泛且多样。相当大一部分核糖核酸酶毒素与 BECR 折叠相关；这种紧凑的 α/β 结构即使经历了广泛的序列与结构分化，仍能支持核糖核酸酶活性。尽管若干经典成员已得到充分表征，但由于序列相似性较低、催化残基存在变异，以及会掩盖进化关系的结构扩展，许多 BECR 折叠蛋白仍难以被鉴定。高置信度蛋白质结构预测结果日益丰富，为重新审视这一高度分化的蛋白质谱系提供了机遇。在本研究中，我们整合迭代式 profile-HMM 搜索、profile 相似性网络、结构分析、活性位点定位及基因组背景信息，对生命之树中的 BECR 蛋白进行了考察。我们的分析解析出一个扩展的 BECR 折叠谱系，其中包括经典 BECR 和 BECR-like 超家族；同时，我们进一步细化了经典 BECR 蛋白的组织结构，并鉴定出此前未被认识的蛋白家族。我们还验证了 BECR-Tox2 是一种可被其同源免疫蛋白中和的毒素，并显示其同源蛋白同时存在于 Menshen-like 抗噬菌体系统和多态性毒素基因座中。综上，这些发现拓展并厘清了 BECR 折叠的谱系范围，并为鉴定和解析具有该折叠的高度分化蛋白提供了一个框架。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.28.747851v1?rss=1

🏷️ BECR核糖核酸酶 结构生物信息学 蛋白质结构预测 毒素-免疫系统 催化位点分析