两个互作的BaPif1解旋酶解旋分叉状dsDNA的结构研究
发布时间：2021-11-04 20:16
Pif1家族是一类DNA解旋酶,在所有真核生物以及某些原核生物和病毒中都存在,沿5’-3’方向解旋DNA,属于解旋酶超家族1（SF1B）。Pif1利用水解ATP产生的能量,解旋d sDNA或破坏稳定的核蛋白复合物来维持细胞核和线粒体基因组的稳定性,包括冈崎片段加工、端粒稳态和解旋G-四链体（G-quadruplex,G4）结构。Pif1在维持基因组稳定性方面起着多种作用,并且优先解开分叉状dsDNA,然而Pif1解旋分叉状dsDNA的分子机制尚不清楚。本研究,我们成功解析了拟杆菌Bacteroidies sp Pif1（BaPif1）与对称双分叉dsDNA复合物的晶体结构。我们发现dsDNA每个分叉结构的单链部分都结合两个相互作用的BaPif1分子,且分别与5’臂和3’ ss/dsDNA分叉区域互作。两个BaPif1分子均具有解旋酶活性,它们之间的相互作用可能调节其解旋酶活性。该结构揭示的重要特征可以将BaPif1与任何其他已知的SF1和SF2解旋酶区分开来。首先,一个BaPif1分子结合到分叉状dsDNA的5’臂并打开第一个碱基对,开始进行解旋,另一个BaPif1分子结合到分叉状ds...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２解旋酶保守基序分布示意图Ｍ??ａ．此分类主要基于Ｇｏｒｂａｌｅｎｙａ和Ｋｏｏｎｉｎ的工作
．翁：江太学博士学位论．文?引言??解旋酶［２６］（图１．３），涉及ＲＮＡ和ＤＮＡ代谢的所有方面。ＳＦ１和ＳＦ２解旋酶的催??化核心具有高度的结构相似性；但即使在每个ＳＦ中，不同的酶在不同的底物上也??具有许多的不同功能［２７］。尽管如此，每＋ＳＦ的不同解旋酶在各种底物上发挥着广??泛的功能，从核糖体前体的染色体ＤＮＡ到小的非编码ＲＮＡ［２８］。经典的解旋酶活??性为ＡＴＰ驱动的双链解链。??一些解旋酶超家族是由六聚体环状的蛋白组成［１７］（图１．４）。根据蛋白序列可??将其分为四类：超家族３?（ＳＦ３）、ＤｎａＢ－ｌｉｋｅ?（超家族４，?ＳＦ４）、Ｒｈｏ／Ｖ－Ｆ－ＡＴＰ酶（超??家族５，?ＳＦ５）和ＡＡＡ＋－ｌｉｋｅ?（超家族６，ＳＦ６）。结合在复制叉上行使解旋功能的??ＤＮＡ解旋酶多为六聚体。这类解旋酶能够解开从几千个碱基到数百兆碱基的任何??核酸链，并且解旋酶与ＤＮＡ的拓扑连接会增加该酶的催化能力［ｒ＼??ＳＦ２??ＲｅｃＱ－ｌｉｋｅ?ＲｅｃＧ－ｌｉｋｅ??＾?Ｒａｄ３／ＸＰＤ?〇?＼?？?ＳＦ１??Ｓｋｉ２－ｌｉｋｅ?ｃｘ＾?＼＼?／??ＨＲ?ＵｖｒＤ／Ｒｅｐ??￣ｏ?ＰｉｆＭｉｋｅ??Ｓｗｉ／Ｓｎｆ?〇???ｙ！?／?？ＪＵｐｆ１－ｌｉｋｅ??ＲＩＧ－ｌ－ｌｉｋｅ?ｃｒ?／?Ｊ??ＤＥＡＤ－ｂｏｘ?°?＾??ＤＥＡＨ／ＲＨＡ?ＮＳ３／ＮＰＨ－ＩＩ??Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｏｐｉｎｉｏｎ?ｉｎ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?Ｂｉｏｌｏｇｙ??图１．３?ＳＦｌ和ＳＦ２解旋酶家族成员［２６］??９??
浙＆大学博士学翁论文?引言??酿酒酵母?Ｐｉｆｌ?Ｃ＆ｃｃ／Ｋｒｏｗ少初／ａｅ?Ｐｉｆｌ，ＳｃＰｉｆｌ）是?Ｐｉｆｌ?家：族中最典型、??研究最多的解旋酶，在体内具有多种多样的功能［３９］（图１．５）。ＳｃＰｉｆｌ是在筛选影响??线粒体ＤＮＡ（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌＤＮＡ，ｍｔＤＮＡ）重组的基因时发现的，是维挣ｍｔＤＮＡ??的关键蛋白［４°］。ＳｃＰｉｆｌ被鉴定为端粒酶介导的端粒延长抑制剂，通过移除ＤＮＡ末??端的酶，抑制端粒和ＤＳＢ处的端粒酶活性６?ＳｃＰｉｆｌ在细胞核中的功能并不局限于??端粒，它以多种方式参与ＤＮＡ半保留复制。ＳｃＰｉｆｌ通过产生被Ｄｎａ２的核酸酶活??性－切割的长ｆｌ?ａｐ来影响冈崎片段．．的成熟；Ｓ?ｃＰｉｆ?１在细胞内能促进复制＿叉进程，抑??制某些难以复制的位点如ｔＲＮＡ基因、Ｇ４结构和着丝粒等出现ＤＮＡ损伤；此外，??ＳｃＰｉｆｌ抑制核糖体ＤＮＡ（ＲｉｂｏｓｏｍａｌＤＮＡ，ｒＤＮＡ）中复制叉屏障的分叉进行，确??保复制和转录通过ｒＤＮＡ时以相同的方向进行；ＳｃＰｉｆｌ在断裂诱导的ＤＳＢ复制修??复过程中刺激Ｐｏｌ?５介导的ＤＮＡ合成；ＳｃＰｉｆｌ还具有多种体外活性：ＳｃＰｉｆｌ在常??规的５’尾ｄｓＤＮＡ上显示出弱的解旋活性，但是可以稳定地解旋｜叉的ｄｓＤＮＡ、??Ｇ４结构和ＲＮＡ／ＤＮＡ杂合体（Ｒ－ｌｏｏｐ，Ｒ环ＳｃＰｉｆｌ还可以从ｓｓＤＮＡ上置换蛋??白质，增强ＤＮＡ聚合酶的合成能力，并促进互补ｓｓＤＮＡ的遐火［４＇??＾?Ｊ?１?Ｐｒｏｍｏｔｅｓ?ｔｈｅ?ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ??ｆ?＼?ｏｆ?ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ?ＤＮＡ??Ｉｎｈｉｂｉｔｓ?ｔｅｌｏｍｅｒｅ?ｅｌｏｎｇａ
本文编号：3476371
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２解旋酶保守基序分布示意图Ｍ??ａ．此分类主要基于Ｇｏｒｂａｌｅｎｙａ和Ｋｏｏｎｉｎ的工作
．翁：江太学博士学位论．文?引言??解旋酶［２６］（图１．３），涉及ＲＮＡ和ＤＮＡ代谢的所有方面。ＳＦ１和ＳＦ２解旋酶的催??化核心具有高度的结构相似性；但即使在每个ＳＦ中，不同的酶在不同的底物上也??具有许多的不同功能［２７］。尽管如此，每＋ＳＦ的不同解旋酶在各种底物上发挥着广??泛的功能，从核糖体前体的染色体ＤＮＡ到小的非编码ＲＮＡ［２８］。经典的解旋酶活??性为ＡＴＰ驱动的双链解链。??一些解旋酶超家族是由六聚体环状的蛋白组成［１７］（图１．４）。根据蛋白序列可??将其分为四类：超家族３?（ＳＦ３）、ＤｎａＢ－ｌｉｋｅ?（超家族４，?ＳＦ４）、Ｒｈｏ／Ｖ－Ｆ－ＡＴＰ酶（超??家族５，?ＳＦ５）和ＡＡＡ＋－ｌｉｋｅ?（超家族６，ＳＦ６）。结合在复制叉上行使解旋功能的??ＤＮＡ解旋酶多为六聚体。这类解旋酶能够解开从几千个碱基到数百兆碱基的任何??核酸链，并且解旋酶与ＤＮＡ的拓扑连接会增加该酶的催化能力［ｒ＼??ＳＦ２??ＲｅｃＱ－ｌｉｋｅ?ＲｅｃＧ－ｌｉｋｅ??＾?Ｒａｄ３／ＸＰＤ?〇?＼?？?ＳＦ１??Ｓｋｉ２－ｌｉｋｅ?ｃｘ＾?＼＼?／??ＨＲ?ＵｖｒＤ／Ｒｅｐ??￣ｏ?ＰｉｆＭｉｋｅ??Ｓｗｉ／Ｓｎｆ?〇???ｙ！?／?？ＪＵｐｆ１－ｌｉｋｅ??ＲＩＧ－ｌ－ｌｉｋｅ?ｃｒ?／?Ｊ??ＤＥＡＤ－ｂｏｘ?°?＾??ＤＥＡＨ／ＲＨＡ?ＮＳ３／ＮＰＨ－ＩＩ??Ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｏｐｉｎｉｏｎ?ｉｎ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?Ｂｉｏｌｏｇｙ??图１．３?ＳＦｌ和ＳＦ２解旋酶家族成员［２６］??９??
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