限制-修饰系统对GGATC/GATCC、GATGC/GCATC和GATGG/CCATC位点的功能与结构解析

研究人员通过生物信息学方法深入探究了识别GGATC/GATCC、GATGC/GCATC和GATGG/CCATC位点的限制-修饰系统（R-M系统）的结构与功能基础。研究发现，这些系统包含单一限制性内切酶和两种DNA甲基转移酶（或双催化域融合甲基转移酶），部分系统能将识别位点中两个腺嘌呤甲基化为6-甲基腺嘌呤（m6A）。研究不仅验证了多数已知系统的功能性，还通过结构分析揭示了各甲基转移酶的底物特异性差异，并提出了基因水平转移过程中DNA甲基转移酶从GATGG向GATGC特异性转变的分子机制。

　　

这篇研究聚焦于三类特殊限制-修饰系统（R-M系统）的分子机制，这些系统能特异性识别GGATC/GATCC、GATGC/GCATC和GATGG/CCATC DNA序列。通过生物信息学手段，团队解析了其核心组件——包含单一限制性内切酶和独特甲基化模块（或为双甲基转移酶，或为双催化域融合蛋白）的功能架构。有趣的是，某些系统能将识别位点中的双腺嘌呤转化为6-甲基腺嘌呤(m⁶A)，但两种DNA甲基转移酶（MTase）各自的作用靶点此前成谜。研究不仅证实了这些系统的生物学活性，更通过对比相关甲基转移酶的三维结构，锁定了每种酶修饰的具体腺嘌呤位点。更精彩的是，研究还推演出当甲基转移酶基因发生水平转移时，其底物特异性从GATGG切换至GATGC的分子开关机制，为理解微生物防御系统的进化提供了新视角。