一种含有内切酶结构域的新型DinG的结构与生化特性分析

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Structural and biochemical characterization of a novel DinG containing an endonuclease domain

　　

摘要

DinG样蛋白属于XPD家族的SF2解旋酶，广泛存在于细菌中，但其在结构域组成和生物学功能上表现出极大的多样性。其中一类具有N端PD-(D/E)XK型核酸酶结构域的DinG同源物被称为EndoDinGs，目前尚未被深入研究。在此，我们以Finegoldia magna的DinG（FmaDinG）为代表性样本，首次对这类蛋白进行了结构和功能分析。FmaDinG具有优先依赖Mn²⁺的核酸内切酶活性，同时具备依赖Mg²⁺的5′–3′单向解旋酶活性。我们成功解析出了FmaDinG–ssDNA–ADPNP复合物的晶体结构，分辨率达2.26 ?。结构与生物化学分析表明，Arch结构域在DNA结合过程中起直接作用，且核酸酶结构域内存在一种调控DNA进入的开关机制，这一特征可能为EndoDinG亚群所特有。通过定点突变，我们确定了核酸酶和解旋酶活性所需的关键残基。这些结果共同支持这样一种机制模型：诸如FmaDinG这样的EndoDinG蛋白可作为协同工作的核酸酶–解旋酶复合体，用于DNA处理。