Cu(ii)-based DNA labeling identifies the structural link between transcriptional activation and termination in a metalloregulator.
Cu(ii)-based DNA labeling identifies the structural link between transcriptional activation and termination in a metalloregulator.
复制标题
DOI：
10.1039/d1sc06563g
复制
发表时间：
2022-02-09
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Saxena S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Casto J;Mandato A;Hofmann L;Yakobov I;Ghosh S;Ruthstein S;Saxena S
了解蛋白质-DNA相互作用的结构和机制细节，导致细胞防御病原菌中的有毒金属离子，可以导致对抗其毒性的新方法。在此，我们研究了铜外排调节因子（CueR）蛋白，这是一种与DNA相互作用以产生改善过量游离Cu（i）的蛋白质的转录因子。我们利用位点定向Cu（ii）标记来测量DNA中的构象变化作为蛋白质和Cu（i）浓度的函数。出乎意料的是，EPR数据表明，即使在无Cu（i）的状态下，蛋白质也可以在高蛋白质浓度下使DNA弯曲。另一方面，在Cu（i）的存在下，在低蛋白质浓度下获得DNA的弯曲状态。这种弯曲使得DNA与RNA聚合酶能够配位。综上所述，这些结果导致了对转录如何响应Cu（i）胁迫而被激活以及Cu（i）-游离CueR如何在蛋白质-DNA复合物中取代Cu（i）-结合CueR以终止转录的结构理解。这项工作还强调了EPR在难以获得的条件下测量结构数据的实用性，以揭示蛋白质功能。在此，我们利用定点Cu（II）-标记来测量铜流出调节因子（CueR）转录周期的每个步骤中的DNA构象，以确定转录是如何被激活和终止的。
Understanding the structural and mechanistic details of protein-DNA interactions that lead to cellular defence against toxic metal ions in pathogenic bacteria can lead to new ways of combating their virulence. Herein, we examine the Copper Efflux Regulator (CueR) protein, a transcription factor which interacts with DNA to generate proteins that ameliorate excess free Cu(i). We exploit site directed Cu(ii) labeling to measure the conformational changes in DNA as a function of protein and Cu(i) concentration. Unexpectedly, the EPR data indicate that the protein can bend the DNA at high protein concentrations even in the Cu(i)-free state. On the other hand, the bent state of the DNA is accessed at a low protein concentration in the presence of Cu(i). Such bending enables the coordination of the DNA with RNA polymerase. Taken together, the results lead to a structural understanding of how transcription is activated in response to Cu(i) stress and how Cu(i)-free CueR can replace Cu(i)-bound CueR in the protein-DNA complex to terminate transcription. This work also highlights the utility of EPR to measure structural data under conditions that are difficult to access in order to shed light on protein function. Herein, we exploit site-directed Cu(ii)-labeling to measure the DNA conformations in each step of the transcription cycle of the Copper Efflux Regulator (CueR), in order to establish how transcription is activated and terminated.
登录
查看更多内容
影响因子：
5.7
作者：
Chaturvedi KS;Henderson JP
通讯作者：
Henderson JP
影响因子：
4.3
作者：
Balogh, Ria K.;Gyurcsik, Bela;Jancso, Attila
通讯作者：
Jancso, Attila
影响因子：
14.9
作者：
Reginsson, Gunnar W.;Shelke, Sandip A.;Schiemann, Olav
通讯作者：
Schiemann, Olav
影响因子：
5.7
作者：
Casto, Joshua;Mandato, Alysia;Saxena, Sunil
通讯作者：
Saxena, Sunil
影响因子：
46.2
作者：
Fleming AM;Burrows CJ
通讯作者：
Burrows CJ