Characterization of Biochemical Properties of Bacillus subtilis RecQ Helicase
Characterization of Biochemical Properties of Bacillus subtilis RecQ Helicase
复制标题
枯草芽孢杆菌 RecQ 解旋酶生化特性的表征
DOI：
10.1128/jb.06367-11
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发表时间：
2014-09
影响因子：
3.2
通讯作者：
Xi Xu Guang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qin Wei;Liu Na-Nv;Wang Lijun;Zhou Min;Ren Hua;Bugnard Elisabeth;Liu Jie-Lin;Zhang Lin-Hu;Vendome Jeremie;Hu Jin-Shan;Xi Xu Guang
摘要RecQ家族解旋酶是基因组的保护酶。与大肠杆菌不同，革兰氏阳性枯草芽孢杆菌具有两个RecQ样同源物RecQ[Bs]和RecS，这是修复DNA双链断裂所必需的。RecQ[Bs]还与分叉的DNA结合，以确保细胞周期的顺利进行。在这里，我们提出了重组RecQ[Bs]的第一个生化分析。RecQ[Bs]与单链DNA（ssDNA）和平端双链DNA（dsDNA）弱结合，但与分叉dsDNA强结合。该蛋白具有DNA刺激的ATP酶活性和ATP和Mg 2+依赖的DNA解旋酶活性，具有3′→5′极性。分子模拟结果表明RecQ[Bs]与大肠杆菌具有高度的序列和结构相似性。coli RecQ.令人惊讶的是，RecQ[Bs]在其酶活性方面比RecQ[Ec]更类似于截短的酿酒酵母Sgs 1和人RecQ解旋酶。具体而言，RecQ[Bs]解旋叉状dsDNA和具有3′-突出端的DNA双链体，但对平端dsDNA和5′-突出端双链体无活性。有趣的是，RecQ[Bs]解开了具有结构特征的钝端DNA，包括切口，缺口，5′-瓣，Kappa关节，合成复制叉和Holliday连接。我们讨论这些发现的背景下RecQ[Bs]的可能功能，在保持基因组的稳定性。
ABSTRACT RecQ family helicases function as safeguards of the genome. Unlike Escherichia coli, the Gram-positive Bacillus subtilis bacterium possesses two RecQ-like homologues, RecQ[Bs] and RecS, which are required for the repair of DNA double-strand breaks. RecQ[Bs] also binds to the forked DNA to ensure a smooth progression of the cell cycle. Here we present the first biochemical analysis of recombinant RecQ[Bs]. RecQ[Bs] binds weakly to single-stranded DNA (ssDNA) and blunt-ended double-stranded DNA (dsDNA) but strongly to forked dsDNA. The protein exhibits a DNA-stimulated ATPase activity and ATP- and Mg2+-dependent DNA helicase activity with a 3′→5′ polarity. Molecular modeling shows that RecQ[Bs] shares high sequence and structure similarity with E. coli RecQ. Surprisingly, RecQ[Bs] resembles the truncated Saccharomyces cerevisiae Sgs1 and human RecQ helicases more than RecQ[Ec] with regard to its enzymatic activities. Specifically, RecQ[Bs] unwinds forked dsDNA and DNA duplexes with a 3′-overhang but is inactive on blunt-ended dsDNA and 5′-overhung duplexes. Interestingly, RecQ[Bs] unwinds blunt-ended DNA with structural features, including nicks, gaps, 5′-flaps, Kappa joints, synthetic replication forks, and Holliday junctions. We discuss these findings in the context of RecQ[Bs]'s possible functions in preserving genomic stability.
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