Target site cleavage by the monomeric restriction enzyme BcnI requires translocation to a random DNA sequence and a switch in enzyme orientation.
Target site cleavage by the monomeric restriction enzyme BcnI requires translocation to a random DNA sequence and a switch in enzyme orientation.
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DOI：
10.1093/nar/gkr588
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发表时间：
2011-11-01
影响因子：
14.9
通讯作者：
Siksnys V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sasnauskas G;Kostiuk G;Tamulaitis G;Siksnys V
在DNA中产生双链断裂的核酸内切酶通常具有两个相同的亚基，它们通过旋转对称联系在一起，排列成每个亚基的活性部位作用于相反的DNA链上。与许多内切酶不同的是，IIP型限制性内切酶BCNI是一种单体，具有单一的催化中心，它识别伪随机序列5‘-CCSGG-3’(S代表C或G)，并在第二个C之后切断两条DNA链。我们在这里展示了，为了产生双链断裂，BCNI损伤了一条DNA链，改变了它在DNA上的取向，以匹配第二条链的极性，然后切断了第二条DNA链上的磷酸二酯键。令人惊讶的是，我们发现第二次DNA链切割所需的酶翻转没有漂移到本体溶液中，因为相同的BCNI分子在两条DNA链上连续作用。我们提供的证据表明，在第一条DNA链被切割后，BCNI仍然与NICK中间体结合，并通过在DNA上的短距离扩散跳跃重新定位到相反的链上。
Endonucleases that generate double-strand breaks in DNA often possess two identical subunits related by rotational symmetry, arranged so that the active sites from each subunit act on opposite DNA strands. In contrast to many endonucleases, Type IIP restriction enzyme BcnI, which recognizes the pseudopalindromic sequence 5′-CCSGG-3′ (where S stands for C or G) and cuts both DNA strands after the second C, is a monomer and possesses a single catalytic center. We show here that to generate a double-strand break BcnI nicks one DNA strand, switches its orientation on DNA to match the polarity of the second strand and then cuts the phosphodiester bond on the second DNA strand. Surprisingly, we find that an enzyme flip required for the second DNA strand cleavage occurs without an excursion into bulk solution, as the same BcnI molecule acts processively on both DNA strands. We provide evidence that after cleavage of the first DNA strand, BcnI remains associated with the nicked intermediate and relocates to the opposite strand by a short range diffusive hopping on DNA.
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