Reduced structural flexibility for an exonuclease deficient DNA polymerase III mutant.
Reduced structural flexibility for an exonuclease deficient DNA polymerase III mutant.
复制标题
DOI：
10.1039/c8cp04112a
复制
发表时间：
2018-10-31
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Rueda DS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gahlon HL ;Walker AR ;Cisneros GA ;Lamers MH ;Rueda DS
DNA 合成由 DNA 聚合酶进行，需要平衡速度和准确性，以实现基因组的忠实复制。高保真 DNA 聚合酶含有 3'–5' 核酸外切酶结构域，可以去除引物链 3' 端错误掺入的核苷酸，这一过程称为校对。大肠杆菌复制聚合酶 DNA 聚合酶 III 具有空间分离（约 55 Å）的聚合酶和核酸外切酶亚基。在这里，我们使用单分子 FRET 报告了大肠杆菌 DNA 聚合酶 III 在其持续因子（β2 滑动夹）存在下在不同碱基对末端进行校对的动力学。我们发现结合动力学不依赖于末端的碱基特性，表明对 DNA 错配的容忍。此外，我们的单分子数据和 MD 模拟显示了两个以前未观察到的特征：(1) DNA 聚合酶 III 是一种高度动态的蛋白质，在与末端匹配或不匹配的 DNA 结合时采用多种构象状态，(2) 核酸外切酶缺陷的 DNA 聚合酶 III 降低了构象灵活性。总体而言，我们的单分子实验提供了对确保高保真 DNA 复制以维持基因组完整性的机制的高时间分辨率洞察。
DNA synthesis, carried out by DNA polymerases, requires balancing speed and accuracy for faithful replication of the genome. High fidelity DNA polymerases contain a 3′–5′ exonuclease domain that can remove misincorporated nucleotides on the 3′ end of the primer strand, a process called proofreading. The E. coli replicative polymerase, DNA polymerase III, has spatially separated (~55 Å apart) polymerase and exonuclease subunits. Here, we report on the dynamics of E. coli DNA polymerase III proofreading in the presence of its processivity factor, the β2-sliding clamp, at varying base pair termini using single-molecule FRET. We find that the binding kinetics do not depend on the base identity at the termini, indicating a tolerance for DNA mismatches. Further, our single-molecule data and MD simulations show two previously unobserved features: (1) DNA Polymerase III is a highly dynamic protein that adopts multiple conformational states while bound to DNA with matched or mismatched ends, and (2) an exonuclease-deficient DNA polymerase III has reduced conformational flexibility. Overall, our single-molecule experiments provide high time-resolution insight into a mechanism that ensures high fidelity DNA replication to maintain genome integrity.
登录
查看更多内容
影响因子：
14.9
作者：
Ozawa K;Horan NP;Robinson A;Yagi H;Hill FR;Jergic S;Xu ZQ;Loscha KV;Li N;Tehei M;Oakley AJ;Otting G;Huber T;Dixon NE
通讯作者：
Dixon NE
影响因子：
16
作者：
McInerney, Peter;Johnson, Aaron;O'Donnell, Mike
通讯作者：
O'Donnell, Mike
影响因子：
8.6
作者：
Park, Jonghyun;Jergic, Slobodan;Lee, Jong-Bong
通讯作者：
Lee, Jong-Bong
影响因子：
4.8
作者：
Bloom, LB;Chen, XL;Goodman, MF
通讯作者：
Goodman, MF
影响因子：
7.7
作者：
Lewis, Jacob S.;Spenkelink, Lisanne M.;van Oijen, Antoine M.
通讯作者：
van Oijen, Antoine M.