Evidence for a bind-then-bend mechanism for architectural DNA binding protein yNhp6A
Evidence for a bind-then-bend mechanism for architectural DNA binding protein yNhp6A
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结构 DNA 结合蛋白 yNhp6A 的“先结合后弯曲”机制的证据
DOI：
10.1093/nar/gkz022
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发表时间：
2019
影响因子：
14.9
通讯作者：
Ansari, Anjum
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sarangi, Manas Kumar;Zvoda, Viktoriya;Holte, Molly Nelson;Becker, Nicole A;Peters, Justin P;Maher, L James;Ansari, Anjum
酵母Nhp 6A蛋白（yNhp 6A）是增强表观DNA柔性的染色质因子的真核HMGB家族的成员。yNhp 6A以nM亲和力非特异性结合DNA，使DNA急剧弯曲>60°。目前尚不清楚蛋白质是否与未弯曲的DNA结合，然后使其变形，或者弯曲的DNA构象是否被蛋白质结合“捕获”。前一种机制将通过发现未弯曲的DNA与yNhp 6A结合的条件来支持。在这里，我们采用了一个阵列的构象探针（FRET，荧光各向异性，和圆二色性），以揭示解决方案的条件下，一个18碱基对的DNA寡聚体确实保持绑定yNhp 6A，而未弯曲。在100 mM NaCl中，yNhp 6A结合的DNA随着温度升高而伸直，在高达1045 °C时未检测到复合物的显著解离。在200 mM NaCl中，在高达1035 °C下再次检测到完整yNhp 6A复合物中的DNA不弯曲。yNhp 6a-DNA复合物的微秒分辨激光温度跳跃扰动揭示了弛豫动力学，在500 μs−1 ms的时间尺度上产生单分子DNA弯曲/伸直速率。这些数据首次直接观察到与yNhp 6A复合的DNA的弯曲/伸直动力学，表明这种蛋白质的结合-然后-弯曲机制。
The yeast Nhp6A protein (yNhp6A) is a member of the eukaryotic HMGB family of chromatin factors that enhance apparent DNA flexibility. yNhp6A binds DNA nonspecifically with nM affinity, sharply bending DNA by >60°. It is not known whether the protein binds to unbent DNA and then deforms it, or if bent DNA conformations are ‘captured’ by protein binding. The former mechanism would be supported by discovery of conditions where unbent DNA is bound by yNhp6A. Here, we employed an array of conformational probes (FRET, fluorescence anisotropy, and circular dichroism) to reveal solution conditions in which an 18-base-pair DNA oligomer indeed remains bound to yNhp6A while unbent. In 100 mM NaCl, yNhp6A-bound DNA unbends as the temperature is raised, with no significant dissociation of the complex detected up to ∼45°C. In 200 mM NaCl, DNA unbending in the intact yNhp6A complex is again detected up to ∼35°C. Microseconds-resolved laser temperature-jump perturbation of the yNhp6a–DNA complex revealed relaxation kinetics that yielded unimolecular DNA bending/unbending rates on timescales of 500 μs−1 ms. These data provide the first direct observation of bending/unbending dynamics of DNA in complex with yNhp6A, suggesting a bind-then-bend mechanism for this protein.
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