Torsional regulation of hRPA-induced unwinding of double-stranded DNA.
Torsional regulation of hRPA-induced unwinding of double-stranded DNA.
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DOI：
10.1093/nar/gkq067
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发表时间：
2010-07
影响因子：
14.9
通讯作者：
Dekker C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
De Vlaminck I;Vidic I;van Loenhout MT;Kanaar R;Lebbink JH;Dekker C
所有细胞的单链DNA都被单链DNA结合蛋白(SSB)快速结合并稳定下来。复制蛋白A是真核生物中主要的SSB，通过结合和稳定瞬间形成的单链DNA泡泡，能够解开双链DNA。在这里，我们用单分子磁钳研究了人RPA(HrpA)在拓扑约束dsDNA上的活性动力学。我们发现，HrpA的解旋率与DNA中存在的扭矩成指数关系。解卷反应是自我限制的，最终消除了驱动扭应力。这一过程很容易逆转：释放张力或施加回绕扭矩会导致蛋白质解离和螺旋回绕。基于体外动力学的力和盐依赖性，我们推测解离反应在体内经常发生。我们认为，当dsDNA因机械应力而结构失稳时，HrpA解离反应起到保护和稳定dsDNA的作用。
All cellular single-stranded (ss) DNA is rapidly bound and stabilized by single stranded DNA-binding proteins (SSBs). Replication protein A, the main eukaryotic SSB, is able to unwind double-stranded (ds) DNA by binding and stabilizing transiently forming bubbles of ssDNA. Here, we study the dynamics of human RPA (hRPA) activity on topologically constrained dsDNA with single-molecule magnetic tweezers. We find that the hRPA unwinding rate is exponentially dependent on torsion present in the DNA. The unwinding reaction is self-limiting, ultimately removing the driving torsional stress. The process can easily be reverted: release of tension or the application of a rewinding torque leads to protein dissociation and helix rewinding. Based on the force and salt dependence of the in vitro kinetics we anticipate that the unwinding reaction occurs frequently in vivo. We propose that the hRPA unwinding reaction serves to protect and stabilize the dsDNA when it is structurally destabilized by mechanical stresses.
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