Structures of carbon catabolite protein A-(HPr-Ser46-P) bound to diverse catabolite response element sites reveal the basis for high-affinity binding to degenerate DNA operators.
Structures of carbon catabolite protein A-(HPr-Ser46-P) bound to diverse catabolite response element sites reveal the basis for high-affinity binding to degenerate DNA operators.
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DOI：
10.1093/nar/gkq1177
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发表时间：
2011-04
影响因子：
14.9
通讯作者：
Brennan RG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schumacher MA;Sprehe M;Bartholomae M;Hillen W;Brennan RG
在革兰氏阳性菌中，碳分解代谢蛋白A(CCPA)是碳分解代谢控制的主要调节者，确保在不同条件下的最佳能量利用。与其他LacI-GalR蛋白不同，CCPA通过首先与磷蛋白HPR-Ser46-P形成复合体来激活DNA结合。枯草芽孢杆菌CCPA既是转录抑制因子又是激活因子，它能与50多个被称为分解代谢反应元件(Cres)的操纵子结合。这些网站是高度退化的共识，WTGNNARCGNWWWCAW。CCPA-(HPR-Ser46-P)如何与这种不同的序列结合尚不清楚。为了深入了解这个问题，我们解决了CCPA-(HPR-Ser46-P)复合体与三个不同的操作符，合成的(Syn)cre，ackA2 cre和gntR-down cre结合的结构。值得注意的是，结构表明CCPA束缚的算符表现出不同的弯曲角度，范围从31°到56°。这些差异被CCPA螺旋-旋转-螺旋-环-螺旋基序和铰链螺旋之间的灵活连接所容纳，这使得这些DNA结合模块能够独立对接。这种灵活性再加上大量能够非特异碱基相互作用的非极性残基，使得CCPA-(HPR-Ser46-P)能够结合不同的操纵子。事实上，生化数据显示，CCPA-(HPR-Ser46-P)以相似的亲和力结合三个cre位点。因此，这些数据揭示了这种蛋白质作为全球转录调节因子发挥作用的特性。
In Gram-positive bacteria, carbon catabolite protein A (CcpA) is the master regulator of carbon catabolite control, which ensures optimal energy usage under diverse conditions. Unlike other LacI-GalR proteins, CcpA is activated for DNA binding by first forming a complex with the phosphoprotein HPr-Ser46-P. Bacillus subtilis CcpA functions as both a transcription repressor and activator and binds to more than 50 operators called catabolite response elements (cres). These sites are highly degenerate with the consensus, WTGNNARCGNWWWCAW. How CcpA–(HPr-Ser46-P) binds such diverse sequences is unclear. To gain insight into this question, we solved the structures of the CcpA–(HPr-Ser46-P) complex bound to three different operators, the synthetic (syn) cre, ackA2 cre and gntR-down cre. Strikingly, the structures show that the CcpA-bound operators display different bend angles, ranging from 31° to 56°. These differences are accommodated by a flexible linkage between the CcpA helix-turn-helix-loop-helix motif and hinge helices, which allows independent docking of these DNA-binding modules. This flexibility coupled with an abundance of non-polar residues capable of non-specific nucleobase interactions permits CcpA–(HPr-Ser46-P) to bind diverse operators. Indeed, biochemical data show that CcpA–(HPr-Ser46-P) binds the three cre sites with similar affinities. Thus, the data reveal properties that license this protein to function as a global transcription regulator.
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影响因子：
14.9
作者：
Lavery R;Moakher M;Maddocks JH;Petkeviciute D;Zakrzewska K
通讯作者：
Zakrzewska K
影响因子：
3.2
作者：
Choi, SK;Saier, MH
通讯作者：
Saier, MH
影响因子：
5.6
作者：
Lamoureux, JS;Maynes, JT;Glover, JNM
通讯作者：
Glover, JNM
影响因子：
3.6
作者：
Kim, JH;Yang, YK;Chambliss, GH
通讯作者：
Chambliss, GH
DOI：
10.1107/s0907444998003254
发表时间：
1998-09-01
期刊：
ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-BIOLOGICAL CRYSTALLOGRAPHY
影响因子：
--
作者：
Brunger, AT;Adams, PD;Warren, GL
通讯作者：
Warren, GL