与 DNA 拓扑结合的 Smc5/6 复合体的亚分子视频成像

《Nature Communications》：Submolecular video-imaging of the Smc5/6 complex topologically bound to DNA

　　

摘要

染色体结构维持 (SMC) 复合物，包括黏连蛋白和凝缩蛋白，是环状 ATP 酶，它们通过将 DNA 片段结合在一起组织染色体架构。然而，其 DNA 结合和加工背后的动态机制仍然不清楚。利用高速原子力显微镜，我们在亚分子分辨率下直接观察了 DNA 上的真核 Smc5/6 复合物。Smc5/6 采用"I"字形构象，SMC 臂紧密对齐，并在结合 ATP 后转变为"O"形开口环。结合 ATP 的 Smc5/6 通过其 ATP 酶头部结构域与 DNA 稳定结合，而 ATP 水解促进了 DNA 被困在 SMC 区室内并重新定位到铰链附近。Smc5/6 还将两个 DNA 片段连接在一起，并稳定扭曲的 DNA 结构，从而导致 DNA 压缩。我们的发现直观地展示了 SMC 复合物如何利用其环状结构促进不同的 DNA 结合模式，加深了我们对 Smc5/6 在 DNA 结合过程中依赖 ATP 的动态过程的理解。