Structural basis of DNA polymerase θ mediated DNA end joining.
Structural basis of DNA polymerase θ mediated DNA end joining.
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DOI：
10.1093/nar/gkac1201
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发表时间：
2023-01-11
影响因子：
14.9
通讯作者：
Gao, Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Chuxuan;Zhu, Hanwen;Jin, Shikai;Maksoud, Leora M.;Jain, Nikhil;Sun, Ji;Gao, Yang
DNA聚合酶θ（Pol θ）在微同源介导的末端连接（MMEJ）途径中起着修复DNA双链断裂的重要作用。然而，Pol θ识别微同源DNA末端并进行低保真度DNA合成的机制仍不清楚。在这里，我们提出了冷冻电子显微镜结构的聚合酶域的Lates calcarifer Pol θ与长和短双链体DNA在高达2.4 μ m的分辨率。有趣的是，Pol θ与长和短DNA底物的结合方式相似，活性位点周围存在广泛的相互作用。此外，Pol θ与高保真A家族聚合酶具有相似的活性位点，其指状结构域闭合良好，但不同之处在于新生碱基对周围具有亲水性残基。计算机模拟和诱变研究表明，Pol θ的独特插入环有助于稳定短DNA结合并组装MMEJ修复的活性位点。综上所述，我们的结果说明了Pol θ介导的MMEJ的结构基础。
DNA polymerase θ (Pol θ) plays an essential role in the microhomology-mediated end joining (MMEJ) pathway for repairing DNA double-strand breaks. However, the mechanisms by which Pol θ recognizes microhomologous DNA ends and performs low-fidelity DNA synthesis remain unclear. Here, we present cryo-electron microscope structures of the polymerase domain of Lates calcarifer Pol θ with long and short duplex DNA at up to 2.4 Å resolution. Interestingly, Pol θ binds to long and short DNA substrates similarly, with extensive interactions around the active site. Moreover, Pol θ shares a similar active site as high-fidelity A-family polymerases with its finger domain well-closed but differs in having hydrophilic residues surrounding the nascent base pair. Computational simulations and mutagenesis studies suggest that the unique insertion loops of Pol θ help to stabilize short DNA binding and assemble the active site for MMEJ repair. Taken together, our results illustrate the structural basis of Pol θ-mediated MMEJ.
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影响因子：
64.8
作者：
Mateos-Gomez PA;Gong F;Nair N;Miller KM;Lazzerini-Denchi E;Sfeir A
通讯作者：
Sfeir A
影响因子：
16.8
作者：
Kent, Tatiana;Chandramouly, Gurushankar;McDevitt, Shane Michael;Ozdemir, Ahmet Y.;Pomerantz, Richard T.
通讯作者：
Pomerantz, Richard T.
影响因子：
56.9
作者：
Gao, Yang;Cui, Yanxiang;Yang, Wei
通讯作者：
Yang, Wei
影响因子：
14.9
作者：
Arana, Mercedes E.;Seki, Mineaki;Wood, Richard D.;Rogozin, Igor B.;Kunkel, Thomas A.
通讯作者：
Kunkel, Thomas A.
DOI：
10.1107/s2059798318006551
发表时间：
2018-06-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Poon BK;Read RJ;Sobolev OV;Terwilliger TC;Urzhumtsev A;Adams PD
通讯作者：
Adams PD