Regional conformational flexibility couples substrate specificity and scissile phosphate diester selectivity in human flap endonuclease 1.
Regional conformational flexibility couples substrate specificity and scissile phosphate diester selectivity in human flap endonuclease 1.
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DOI：
10.1093/nar/gky293
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发表时间：
2018-06-20
影响因子：
14.9
通讯作者：
Grasby JA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bennet IA;Finger LD;Baxter NJ;Ambrose B;Hounslow AM;Thompson MJ;Exell JC;Shahari NNBM;Craggs TD;Waltho JP;Grasby JA
人瓣核酸内切酶-1（hFEN 1）催化DNA复制和修复过程中称为瓣的单链DNA突起的二价金属离子依赖性去除。底物选择性涉及5′-末端/瓣通过弓和α2-α3环识别单个核苷酸3′-瓣。利用核磁共振谱，我们发现游离的和DNA结合的hFEN 1的溶液构象与晶体结构一致，但是部分拱形区域和α2-α3环在没有底物的情况下是无序的。拱内的无序解释了5′-瓣如何能在其下通过。NMR和单分子FRET数据显示，在加入DNA后，拱和环区域的构象整体发生了变化。此外，添加二价金属离子的hFEN 1-DNA底物复合物的活性位点表明，活性位点的变化通过DNA介导的变构传播到关键的底物分化的区域。hFEN 1-DNA复合物还显示了在弓形区域中毫秒级时间尺度运动的证据，这可能是DNA进入活性位点所必需的。因此，hFEN 1区域构象的灵活性跨越一系列的动态时间尺度是至关重要的，以达到催化相关的合奏。
Human flap endonuclease-1 (hFEN1) catalyzes the divalent metal ion-dependent removal of single-stranded DNA protrusions known as flaps during DNA replication and repair. Substrate selectivity involves passage of the 5′-terminus/flap through the arch and recognition of a single nucleotide 3′-flap by the α2–α3 loop. Using NMR spectroscopy, we show that the solution conformation of free and DNA-bound hFEN1 are consistent with crystal structures; however, parts of the arch region and α2–α3 loop are disordered without substrate. Disorder within the arch explains how 5′-flaps can pass under it. NMR and single-molecule FRET data show a shift in the conformational ensemble in the arch and loop region upon addition of DNA. Furthermore, the addition of divalent metal ions to the active site of the hFEN1–DNA substrate complex demonstrates that active site changes are propagated via DNA-mediated allostery to regions key to substrate differentiation. The hFEN1–DNA complex also shows evidence of millisecond timescale motions in the arch region that may be required for DNA to enter the active site. Thus, hFEN1 regional conformational flexibility spanning a range of dynamic timescales is crucial to reach the catalytically relevant ensemble.
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影响因子：
14.8
作者：
Exell JC;Thompson MJ;Finger LD;Shaw SJ;Debreczeni J;Ward TA;McWhirter C;Siöberg CL;Martinez Molina D;Abbott WM;Jones CD;Nissink JW;Durant ST;Grasby JA
通讯作者：
Grasby JA
影响因子：
2.7
作者：
d'Auvergne EJ;Gooley PR
通讯作者：
Gooley PR
人皮瓣核酸内切酶 1 催化反应所需的底物构象变化的 DNA 和蛋白质要求。
DOI：
10.1074/jbc.m115.698993
发表时间：
2016-04-08
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Algasaier SI;Exell JC;Bennet IA;Thompson MJ;Gotham VJ;Shaw SJ;Craggs TD;Finger LD;Grasby JA
通讯作者：
Grasby JA
影响因子：
2.7
作者：
d'Auvergne EJ;Gooley PR
通讯作者：
Gooley PR
影响因子：
14.9
作者：
Cavaluzzi, MJ;Borer, PN
通讯作者：
Borer, PN