科研动态

科研动态

当前位置 :  首页 > 科学研究 > 科研动态

mBio | 程凯莹团队发表细菌重要DNA修复和RNA代谢相关核酸酶研究成果

来源 : 基础医学院     作者 : 科研办     时间 : 2022-08-26

38278309-C0F0-4d4b-A7F3-331BE0BF03CB

       霍利迪连接体(Holliday junction, HJ)出现于细胞DNA同源重组(homologous recombination,HR)后期以及DNA复制叉回退(DNA replication fork regression)过程中,其主要结构是一个富含同源区域的四链DNA中间体。基因组中的霍利迪连接体若不能有效解离,将引起基因组复制的紊乱,因此,细胞中常常编码一个或者多个霍利迪连接体解离酶(Holliday junction resolvase, HJR)来帮助维持基因组的稳定性和细胞分裂的有序性。

在细菌中,当前研究得最充分的HJR是RuvC,它是RNase H样亚家族核酸酶的成员,在溶液中呈同源二聚体状态,可以特异性结合HJ,并在连接处对称地造成单链磷酸二酯键断裂,从而将一个HJ解离成两条带有缺口的双链DNA。YqgF蛋白也是RNase H样亚家族核酸酶的成员,与RuvC具有相似的结构,在细菌中高度保守并对许多细菌的正常生长至关重要。YqgF的生物学功能还不甚明确,它在某些细菌中被证明参与了RNA代谢过程,而在另一些细菌中则表现出HJR活性。

耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)是一种极端耐辐射的细菌,被誉为“世界上最顽强的细菌”。 由于该菌具备强大的DNA损伤修复能力,因而经常被用作研究细菌DNA损伤修复机制的模式菌种。耐辐射奇球菌强大的DNA损伤修复能力主要得益于其高效的同源重组修复系统,然而,其同源重组的后期步骤,特别是HJ的解离过程,尚未得到很好的研究。

2022年8月24日,杭州师范大学基础医学院程凯莹团队在微生物领域权威期刊mBio(中科院升级版一区期刊)上在线发表了题为“Biochemical and Structural Study of RuvC and YqgF from Deinococcus radiodurans”的文章。文章对耐辐射奇球菌中两种假定的HJR——DrRuvC和DrYqgF的结构和生化性质进行了研究。团队通过X射线衍射技术获得了DrRuvC和DrYqgF的结构数据,并通过遗传学实验证实两者均为耐辐射奇球菌的必需蛋白。生化活性研究发现DrRuvC表现出锰离子偏好的HJR活性,且其对HJ的解离位点优先发生在5'-G\C)TCG\C)-3'序列上。这些偏好性不同于以往其他细菌中的RuvC,因而还对开发新型分子生物学的工具酶具有重要意义。另一方面,DrYqgF被证实并不含有HJR活性,而是具有锰离子依赖的RNA 5'–3'外切/内切核酸酶活性,且偏好切割含有polyA序列的RNA底物。尽管YqgF的RNA核酸酶活性在其他细菌中已有报道,但其底物序列的偏好性是在本研究中首次被发现,未来对该蛋白的深入研究将为细菌体内的RNA代谢过程提供新的见解。

杭州师范大学为该论文的第一研究单位,团队研究生孙亦阳和讲师杨婕妤为文章的共同第一作者,程凯莹教授为文章的通讯作者,该研究受到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、杭州师范大学人才启动基金的资助。

A、DrRuvC和DrYqgF的结构。B、DrRuvC的HJR活性。C、DrYqgF的RNA水解活性

A、DrRuvC和DrYqgF的结构。B、DrRuvC的HJR活性。C、DrYqgF的RNA水解活性


原文链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.01834-22

联系我们

  • 电话:0571-28865639
  • 邮编:311121
  • 传真:0571-28865617
  • 地址:杭州师范大学仓前校区慎园4-12号楼
Copyright © 2020 杭州师范大学医学部基础医学院 公安备案号:33011002011919  浙ICP备11056902号-1  技术支持:亿校云
地址:杭州师范大学仓前校区慎园 邮编:311121
联系电话:0571-28865639 传真:0571-28865617
Copyright © 2020 杭州师范大学医学部基础医学院
公安备案号:33011002011919  浙ICP备11056902号-1
技术支持:亿校云