Untersuchung des DNA-Schneidemechanismus von Typ l Restriktionsenzymen

I型限制性内切酶DNA切割机制的研究

基本信息

项目摘要

Restriction enzymes are the main defence mechanism of bacteria against invading viruses. They recognize viral DNA upon the methylation state of their target sequence and cleaving it into pieces. Type I restriction enzymes consist of a methyltransferase core unit, responsible for DNA binding, which can bind up to two motor subunits. On viral DNA target sites, these motor subunits start to bind and translocate adjacent DNA in an ATP-driven manner, which leads to the formation of large DNA loops. Cleavage occurs randomly, distant from the target sites and is thought to occur upon collision with a second translocating enzyme. While the cleavage mechanism of Type II restriction enzymes is quite well understood, little is so far known on how Type I restriction enzymes cleave DNA. Within this project we therefore want to investigate the cleavage mechanism of these enzymes. Using state-of-the-art single-molecule techniques, in particular magnetic tweezers combined with fluorescence microscopy, we want to directly observe individual enzymes complexes during translocation and cleavage to directly test and explore the collision model.
限制性内切酶是细菌抵御入侵病毒的主要防御机制。它们在靶序列的甲基化状态下识别病毒DNA并将其切割成碎片。I型限制酶由甲基转移酶核心单元组成,负责DNA结合,其可以结合多达两个马达亚基。 在病毒DNA靶位点上,这些马达亚基开始以ATP驱动的方式结合并移位相邻的DNA,这导致形成大的DNA环。切割随机发生,远离靶位点,并且被认为在与第二个易位酶碰撞时发生。虽然II型限制性内切酶的切割机制已被很好地理解,但到目前为止对I型限制性内切酶如何切割DNA知之甚少。因此,在本项目中,我们希望研究这些酶的切割机制。使用最先进的单分子技术,特别是磁镊与荧光显微镜相结合,我们希望在易位和切割过程中直接观察单个酶复合物,以直接测试和探索碰撞模型。

项目成果

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