Structure-function studies of DNA binding domain of response regulator KdpE reveals equal affinity interactions at DNA half-sites.
Structure-function studies of DNA binding domain of response regulator KdpE reveals equal affinity interactions at DNA half-sites.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0030102
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Yernool DA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Narayanan A;Paul LN;Tomar S;Patil DN;Kumar P;Yernool DA
KdpFABC（一种恢复渗透平衡的 K+ 泵）的表达是通过响应调节剂 KdpE 通过翼状螺旋-转角-螺旋型 DNA 结合域 (KdpEDBD) 与特定 DNA 序列 (kdpFABCBS) 的结合来控制的。对大肠杆菌 KdpEDBD 和 kdpFABCBS 相互作用的探索导致鉴定出两个保守的、富含 AT 的 6 bp 直接重复序列，这些重复序列形成半位点。尽管与这些半位点结合，KdpEDBD 仍无法促进体内基因表达。以 KdpEDBD 的 2.5 Å X 射线结构为指导的结构功能研究揭示了 α-8 DNA 识别螺旋中的残基 R193 和 R200 以及翼区中的 T215 对于 DNA 结合的重要性。这些残基的突变使得 KdpE 无法诱导 kdpFABC 操纵子的表达。使用分析超速离心对相互作用进行详细的生物物理分析表明，蛋白质与 DNA 的化学计量比为 2:1，半位点解离常数为 200±100 和 350±100 nM。一个半位点的失活不会影响另一半位点的结合，表明 KdpEDBD 以大致相等的亲和力独立地结合到半位点，并且没有可辨别的协同性。据我们所知，这些数据首次定量描述了普遍存在的 OmpR/PhoB 蛋白家族成员在平衡条件下半位点的结合。
Expression of KdpFABC, a K+ pump that restores osmotic balance, is controlled by binding of the response regulator KdpE to a specific DNA sequence (kdpFABCBS) via the winged helix-turn-helix type DNA binding domain (KdpEDBD). Exploration of E. coli KdpEDBD and kdpFABCBS interaction resulted in the identification of two conserved, AT-rich 6 bp direct repeats that form half-sites. Despite binding to these half-sites, KdpEDBD was incapable of promoting gene expression in vivo. Structure-function studies guided by our 2.5 Å X-ray structure of KdpEDBD revealed the importance of residues R193 and R200 in the α-8 DNA recognition helix and T215 in the wing region for DNA binding. Mutation of these residues renders KdpE incapable of inducing expression of the kdpFABC operon. Detailed biophysical analysis of interactions using analytical ultracentrifugation revealed a 2∶1 stoichiometry of protein to DNA with dissociation constants of 200±100 and 350±100 nM at half-sites. Inactivation of one half-site does not influence binding at the other, indicating that KdpEDBD binds independently to the half-sites with approximately equal affinity and no discernable cooperativity. To our knowledge, these data are the first to describe in quantitative terms the binding at half-sites under equilibrium conditions for a member of the ubiquitous OmpR/PhoB family of proteins.
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DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
5.7
作者：
Blanco, AG;Sola, M;Coll, M
通讯作者：
Coll, M
影响因子：
5.4
作者：
Gao R;Stock AM
通讯作者：
Stock AM
影响因子：
3.4
作者：
Dam, J;Schuck, P
通讯作者：
Schuck, P
影响因子：
3.5
作者：
KATO, M;AIBA, H;MIZUNO, T
通讯作者：
MIZUNO, T