華躍進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文演繹核酸酶RecJ參與DNA損傷末端處理過程
時(shí)間：2021-04-13 08:40:06學(xué)院：農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
2016年4月8日，浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所華躍進(jìn)教授課題組在國際知名期刊eLife（IF2015=9.322）上在線發(fā)表題為“Structural basis for DNA 5′-end resection by RecJ”的研究論文。博士生程凱瑩為本文第一作者，趙燁副教授和華躍進(jìn)教授為本文通訊作者。研究得到了國家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和浙江省杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）作為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最具輻射抗性的生物之一，其強(qiáng)大的DNA雙鏈斷裂修復(fù)能力一直被視為研究的焦點(diǎn)。DNA雙鏈斷裂修復(fù)途徑初始階段有一個(gè)重要的過程，依賴核酸酶/解旋酶處理損傷的DNA末端，形成突出的3′單鏈DNA末端，以便后續(xù)的鏈交換同源重組。目前普遍認(rèn)為，核酸酶RecJ、解旋酶RecQ和單鏈結(jié)合蛋白SSB相互協(xié)作參與了這個(gè)過程。本團(tuán)隊(duì)長期關(guān)注這一過程，前期研究成果分別鑒定了相關(guān)蛋白的生理和生化特點(diǎn)（J Bacteriol，2015；Front Microbiol，2015）。為了研究該過程具體的分子機(jī)制，本研究解析了耐輻射奇球菌RecJ蛋白（drRecJ）與底物DNA的復(fù)合體結(jié)構(gòu)，drRecJ與產(chǎn)物（dTMP）復(fù)合體結(jié)構(gòu)，以及drRecJ、DNA與SSB蛋白C末端肽段的三元復(fù)合體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了相應(yīng)的生化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究表明drRecJ利用雙金屬離子催化機(jī)制，其底物ssDNA末端堿基與倒數(shù)第二個(gè)堿基形成180度U形拐角，有利于活性位點(diǎn)對(duì)磷酸骨架的固定及打斷?；钚晕稽c(diǎn)的5′磷酸結(jié)合口袋保證了蛋白對(duì)5′端底物ssDNA的識(shí)別，以及5′-3′外切酶方向的特異性。位于DNA進(jìn)口處的三個(gè)α螺旋構(gòu)成的“門”結(jié)構(gòu)，保證了drRecJ只能容納單鏈DNA進(jìn)入活性位點(diǎn)?；钚灾行膮^(qū)域DNA結(jié)合通道以及OB結(jié)構(gòu)域多個(gè)殘基對(duì)DNA的穩(wěn)定結(jié)合，保證了DNA的高效運(yùn)輸以及切割的連續(xù)性。SSB蛋白 C末端肽段結(jié)合在drRecJ蛋白 C端結(jié)構(gòu)域的一個(gè)疏水口袋里，解釋了SSB對(duì)RecJ的招募以及活性加強(qiáng)機(jī)制。RecQ的加入，促進(jìn)了drRecJ對(duì)帶有3′-overhang雙鏈DNA的切割，完美地演繹了RecJ，SSB和RecQ三者參與的RecF途徑對(duì)任何形式DNA損傷末端處理的過程。
全文鏈接：http://elifesciences.org/content/5/e14294v1
（原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）
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