金属依赖的 conformational 激活解释了通过人类DNA聚合酶β通过O6-甲基瓜因在O6-甲基瓜因的高度 promutagenic 复制

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 分子生物学分子生物学
• 结构生物学 结构生物学

背景情况:

• DNA聚合酶β (polβ) 在DNA修复中起着至关重要的作用.
• O6-甲基瓜因 (O6MeG) 是一种致癌的DNA损伤,可能导致突变.
• 波尔β对O6MeG相反的氨酸 (C) 输入氨酸 (T) 的偏好,这有助于其促进性活性.

研究的目的:

• 阐明人类聚β基因对T与O6MeG相反的突变性插入背后的结构机制.
• 研究金属离子 (Mg(2+) 和Mn(2+)) 在聚β的结构变化和核酸合并忠度中的作用.

主要方法:

• 使用X射线晶体学确定了polβ.的四个三元结构.
• 结构包括具有输入dCTP或dTTP类似物与O6MeG配对的复合物,在Mg2+或Mn2+的存在下.

主要成果:

• 结合Mg2+) 的复合物采用了一个开放的polβ形态,具有分阶基对.
• 结合Mn2+) 的O6MeG·dTTP复合物采用了具有催化能力的封闭形状,具有伪沃森-克里克基对.
• 与Mn2+) 结合的O6MeG·dCTP复合物保持了改变的,较不具有催化能力的 conformation.

结论:

• 聚β利用金属依赖的形状变化作为动力检查点来调节与O6MeG相反的核酸结合.
• 酶的活性部位构成会影响其忠实性,有利于突变性T插入,而不是O6MeG.
• 这些发现为polβ的复制忠实性和O6MeG.的突变基因绕道提供了结构性的见解.