PCNA Monoubiquitination Is Regulated by Diffusion of Rad6/Rad18 Complexes along RPA Filaments.
PCNA Monoubiquitination Is Regulated by Diffusion of Rad6/Rad18 Complexes along RPA Filaments.
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DOI：
10.1021/acs.biochem.0c00849
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发表时间：
2020-12-15
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Hedglin M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li M;Sengupta B;Benkovic SJ;Lee TH;Hedglin M
转录DNA合成（TLS）通过对模板DNA的破坏性修饰使DNA复制成为可能，并且需要通过Rad 6/Rad 18复合物对增殖细胞核抗原（PCNA）滑动夹进行单倍半胱氨酸化。这种翻译后修饰对于暴露于DNA损伤剂后的细胞存活至关重要，并且受到严格调控以将TLS限制在受损的DNA上。复制蛋白A（RPA）是主要的单链DNA（ssDNA）结合蛋白复合物，在TLS位点暴露的ssDNA上形成细丝，并且在调节PCNA单泛素化中起关键但不确定的作用。在这里，我们利用动力学分析和单分子FRET显微镜监测PCNA monoubiquitination和Rad 6/Rad 18复杂的RPA丝动力学，分别。结果表明，Rad 6/Rad 18复合物通过Rad 18·RPA相互作用被募集到RPA细丝上，并沿着细丝随机移位。这些易位促进Rad 6/Rad 18复合物和居民PCNA之间的有效相互作用，显着增强monoubiquitination。这些结果阐明了RPA在PCNA单泛素化的特异性和效率中的关键作用，并且据我们所知，代表了蛋白质复合物沿沿着蛋白质丝的ATP非依赖性易位的第一个例子。
Translesion DNA synthesis (TLS) enables DNA replication through damaging modifications to template DNA and requires monoubiquitination of the proliferating cell nuclear antigen (PCNA) sliding clamp by the Rad6/Rad18 complex. This posttranslational modification is critical to cell survival following exposure to DNA-damaging agents and is tightly regulated to restrict TLS to damaged DNA. Replication protein A (RPA), the major single-strand DNA (ssDNA) binding protein complex, forms filaments on ssDNA exposed at TLS sites and plays critical yet undefined roles in regulating PCNA monoubiquitination. Here, we utilize kinetic assays and single-molecule FRET microscopy to monitor PCNA monoubiquitination and Rad6/Rad18 complex dynamics on RPA filaments, respectively. Results reveal that a Rad6/Rad18 complex is recruited to an RPA filament via Rad18·RPA interactions and randomly translocates along the filament. These translocations promote productive interactions between the Rad6/Rad18 complex and the resident PCNA, significantly enhancing monoubiquitination. These results illuminate critical roles of RPA in the specificity and efficiency of PCNA monoubiquitination and represent, to the best of our knowledge, the first example of ATP-independent translocation of a protein complex along a protein filament.
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