The role of catalytic and regulatory domains of human PrimPol in DNA binding and synthesis.
The role of catalytic and regulatory domains of human PrimPol in DNA binding and synthesis.
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DOI：
10.1093/nar/gkad507
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发表时间：
2023-08-11
影响因子：
14.9
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中科院分区：
文献类型：
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作者：
人类PrimPol具有DNA启动酶和DNA聚合酶活性，并重新启动停滞的复制叉子，保护细胞免受细胞核和线粒体的DNA损伤。PrimPol的C-末端结构域(CTD)的锌结合基序是DNA启动酶活性所必需的，但其作用机制尚不清楚。在这项工作中，我们从生化上证明，当同一分子的N-末端催化域(NTD)和CTD协同作用于底物结合和催化时，PrimPol以顺式方向启动DNA从头合成。模型研究表明，PrimPol使用与人类Primase类似的启动NTP协调的模式。ZnFn基序残基Arg417是与DNA模板-引物结合稳定PrimPol络合物的5‘-三磷酸基团所必需的。我们发现，NTD单独能够启动DNA合成，CTD刺激NTD的启动酶活性。RPA结合基序在PrimPol与DNA结合的调节中也发挥了调节作用。
Human PrimPol possesses DNA primase and DNA polymerase activities and restarts stalled replication forks protecting cells against DNA damage in nuclei and mitochondria. The zinc-binding motif (ZnFn) of the C-terminal domain (CTD) of PrimPol is required for DNA primase activity but the mechanism is not clear. In this work, we biochemically demonstrate that PrimPol initiates de novo DNA synthesis in cis-orientation, when the N-terminal catalytic domain (NTD) and the CTD of the same molecule cooperate for substrates binding and catalysis. The modeling studies revealed that PrimPol uses a similar mode of initiating NTP coordination as the human primase. The ZnFn motif residue Arg417 is required for binding the 5′-triphosphate group that stabilizes the PrimPol complex with a DNA template-primer. We found that the NTD alone is able to initiate DNA synthesis, and the CTD stimulates the primase activity of NTD. The regulatory role of the RPA-binding motif in the modulation of PrimPol binding to DNA is also demonstrated.
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