Argonaute

Argonaute蛋白質家族是參與RNA干擾（RNAi）的一系列蛋白質，可與siRNA、miRNA與piRNA等小非編碼RNA結合，為RNA誘導沉默複合體（RISC）的重要組成部分，RISC可與和其中小RNA序列互補的mRNA，進而促進其降解或抑制其轉譯，達到基因靜默的效果^[1]。此蛋白家族的名稱來自扁船蛸的學名（Argonauta argo），因發表者認為AGO1基因突變的阿拉伯芥外形和其相似而得名^[2]。

Argonaute蛋白
激烈火球菌（英語：Pyrococcus furiosus）的Argonaute蛋白（PDB 1U04），其中PIWI結構域位於右側，PAZ結構域（德語：PAZ-Domäne）位於左側
鑑定
標誌	Argonaute
Pfam	PF02171（舊版）
InterPro（英語：InterPro）	IPR003165
PROSITE（英語：PROSITE）	PS50822
CDD（英語：Conserved Domain Database）	cd02826
現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（舊版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum（英語：PDBsum） 結構概要

Argonaute蛋白Paz結構域（德語：PAZ-Domäne）
鑑定
標誌	Paz
Pfam	PF12212（舊版）
InterPro（英語：InterPro）	IPR021103
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）	b.34.14.1 / SUPFAM
現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（舊版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum（英語：PDBsum） 結構概要

Argonaute蛋白質家族的蛋白從N端自C端包含N、L1、PAZ（德語：PAZ-Domäne）、L2、M與PIWI等6個結構域^[3]，其中PAZ結構域（德語：PAZ-Domäne）可識別小RNA3′端的單股突出鹼基而與之結合；PIWI結構域有內切酶活性，可負責切割目標mRNA，但也有些Argonaute家族蛋白的PIWI在演化過程中喪失了內切酶的功能。人類基因組共編碼8種Argonaute蛋白，其中AGO1－4均可與miRNA結合，但僅AGO2具有內切酶活性^[4]。植物的AGO1參與miRNA介導的mRNA降解，其AGO4則不參與mRNA降解，但與siRNA結合後可啟動DNA甲基化等表觀遺傳調控而抑制目標基因表現^[5]。

應用

2016年，河北科技大學的韓春雨在《自然-生物技術》期刊發表名為NgAgo（英語：NgAgo）的基因編輯技術，使用格氏嗜鹽鹼桿菌（Natronobacterium gregoryi）的Argonaute蛋白切割DNA，但結果備受質疑，原論文於隔年被期刊撤回^[6]。2017年，伊利諾大學厄巴納-香檳分校團隊使用古菌激烈火球菌（英語：Pyrococcus furiosus）的Argonaute蛋白（PfAgo）為人工限制酶，於體外切割DNA^[7]。

參考文獻

• 分子與細胞生物學主題

1. Jonas S, Izaurralde E. Towards a molecular understanding of microRNA-mediated gene silencing. Nature Reviews. Genetics. 2015, 16 (7): 421–433. PMID 26077373. S2CID 24892348. doi:10.1038/nrg3965.
2. Bohmert K, Camus I, Bellini C, Bouchez D, Caboche M, Benning C. AGO1 defines a novel locus of Arabidopsis controlling leaf development. The EMBO Journal. January 1998, 17 (1): 170–180. PMC 1170368 . PMID 9427751. doi:10.1093/emboj/17.1.170.
3. Hutvagner G, Simard MJ. Argonaute proteins: key players in RNA silencing. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 2008, 9 (1): 22–32. PMID 18073770. S2CID 8822503. doi:10.1038/nrm2321. hdl:10453/15429 .
4. Meister G, Landthaler M, Patkaniowska A, Dorsett Y, Teng G, Tuschl T. Human Argonaute2 mediates RNA cleavage targeted by miRNAs and siRNAs. Molecular Cell. 2004, 15 (2): 185–197. PMID 15260970. doi:10.1016/j.molcel.2004.07.007 .
5. Meins F, Si-Ammour A, Blevins T. RNA silencing systems and their relevance to plant development. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 2005, 21 (1): 297–318. PMID 16212497. doi:10.1146/annurev.cellbio.21.122303.114706.
6. Cyranoski D. Authors retract controversial NgAgo gene-editing study. Nature. 2017. doi:10.1038/nature.2017.22412.
7. Enghiad B, Zhao H. Programmable DNA-Guided Artificial Restriction Enzymes. ACS Synthetic Biology. May 2017, 6 (5): 752–757. PMID 28165224. S2CID 3833124. doi:10.1021/acssynbio.6b00324.