Metadynamics simulation study on the conformational transformation of HhaI methyltransferase: an induced-fit base-flipping hypothesis.
Metadynamics simulation study on the conformational transformation of HhaI methyltransferase: an induced-fit base-flipping hypothesis.
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HhaI 甲基转移酶构象转化的元动力学模拟研究：诱导拟合碱基翻转假说
DOI：
10.1155/2014/304563
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发表时间：
2014
影响因子：
--
通讯作者：
Luo C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jin L;Ye F;Zhao D;Chen S;Zhu K;Zheng M;Jiang RW;Jiang H;Luo C
DNA甲基转移酶在DNA甲基化的建立和维持中起着至关重要的作用，DNA甲基化是一个重要的表观遗传学标志。将目标胞嘧啶从DNA螺旋堆叠翻转到蛋白质的活性部位，为DNA甲基转移酶提供了访问和修改隐藏在DNA中的遗传信息的机会。为了研究HhaI甲基转移酶(M.HhaI)中碱基翻转的转化过程，我们对M.HhaI-DNA-S-腺苷同型半胱氨酸三元复合体进行了不同的分子模拟。结果表明，DNA与M.HhaI的非特异性结合最初是由静电相互作用引起的。主槽和次槽之间化学环境的不同决定了DNA的取向。在目标识别环上的Gln237通过氢键从主槽侧识别GCGC碱基对。此外，催化环运动是这一过程中的一个关键因素。我们的研究表明，碱基翻转很可能是一个“诱导匹配”的过程。本研究为进一步发现和发展基于机制的DNA甲基转移酶调节剂奠定了坚实的基础。
DNA methyltransferases play crucial roles in establishing and maintenance of DNA methylation, which is an important epigenetic mark. Flipping the target cytosine out of the DNA helical stack and into the active site of protein provides DNA methyltransferases with an opportunity to access and modify the genetic information hidden in DNA. To investigate the conversion process of base flipping in the HhaI methyltransferase (M.HhaI), we performed different molecular simulation approaches on M.HhaI-DNA-S-adenosylhomocysteine ternary complex. The results demonstrate that the nonspecific binding of DNA to M.HhaI is initially induced by electrostatic interactions. Differences in chemical environment between the major and minor grooves determine the orientation of DNA. Gln237 at the target recognition loop recognizes the GCGC base pair from the major groove side by hydrogen bonds. In addition, catalytic loop motion is a key factor during this process. Our study indicates that base flipping is likely to be an “induced-fit” process. This study provides a solid foundation for future studies on the discovery and development of mechanism-based DNA methyltransferases regulators.
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