O-GlcNAcylation of High Mobility Group Box 1 (HMGB1) Alters Its DNA Binding and DNA Damage Processing Activities.
O-GlcNAcylation of High Mobility Group Box 1 (HMGB1) Alters Its DNA Binding and DNA Damage Processing Activities.
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高迁移率基团框1(HMGB1)的O-GlcN酰化改变其DNA结合和DNA损伤处理活性。
DOI：
10.1021/jacs.1c06192
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发表时间：
2021-10-06
影响因子：
15
通讯作者：
Pratt MR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Balana AT;Mukherjee A;Nagpal H;Moon SP;Fierz B;Vasquez KM;Pratt MR
蛋白质O-GlcNAc化是无数细胞过程（包括DNA复制和修复）的必要和动态调节剂。蛋白质组学研究已经确定多功能核蛋白HMGB 1为O-GlcNAc酰化，提供了这种修饰和DNA损伤反应之间的潜在联系。在这里，我们验证了蛋白质在S100和S107的内源性修饰，发现主要的修饰位点是S100，这是一个可能影响HMGB 1-DNA相互作用的残基。使用合成蛋白质化学，我们在S100处产生位点特异性O-GlcNAc修饰的HMGB 1，并在生物化学上表征糖修饰对其DNA结合活性的影响。我们发现O-GlcNAc改变了HMGB 1与线性、核小体、超螺旋、十字形和链间交联的受损DNA的结合，通常导致这些DNA结构上的寡聚化增强。使用无细胞提取物，我们还发现O-GlcNAc降低了HMGB 1促进DNA修复的能力，导致受损DNA的易出错处理。我们的研究结果扩展了我们对O-GlcNAc的分子后果以及它如何影响蛋白质-DNA界面的理解。重要的是，我们的工作也可能支持上调的O-GlcNAc水平与某些癌症状态中突变率增加之间的联系。
Protein O-GlcNAcylation is an essential and dynamic regulator of myriad cellular processes, including DNA replication and repair. Proteomic studies have identified the multifunctional nuclear protein HMGB1 as O-GlcNAcylated, providing a potential link between this modification and DNA damage responses. Here, we verify the protein’s endogenous modification at S100 and S107 and found that the major modification site is S100, a residue that can potentially influence HMGB1-DNA interactions. Using synthetic protein chemistry, we generated site-specifically O-GlcNAc-modified HMGB1 at S100 and characterized biochemically the effect of the sugar modification on its DNA binding activity. We found that O-GlcNAc alters HMGB1 binding to linear, nucleosomal, supercoiled, cruciform, and interstrand cross-linked damaged DNA, generally resulting in enhanced oligomerization on these DNA structures. Using cell-free extracts, we also found that O-GlcNAc reduces the ability of HMGB1 to facilitate DNA repair, resulting in error-prone processing of damaged DNA. Our results expand our understanding of the molecular consequences of O-GlcNAc and how it affects protein–DNA interfaces. Importantly, our work may also support a link between upregulated O-GlcNAc levels and increased rates of mutations in certain cancer states.
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影响因子：
24.1
作者：
通讯作者：
--
DOI：
10.1083/jcb.201501101
发表时间：
2015-03-30
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Bond MR;Hanover JA
通讯作者：
Hanover JA
影响因子：
2.9
作者：
Knapp, S;Müller, S;Musco, G
通讯作者：
Musco, G
影响因子：
2.9
作者：
Jung, YW;Lippard, SJ
通讯作者：
Lippard, SJ
影响因子：
16.6
作者：
Hart GW;Slawson C;Ramirez-Correa G;Lagerlof O
通讯作者：
Lagerlof O