Cryo-EM structure of MukBEF reveals DNA loop entrapment at chromosomal unloading sites.
Cryo-EM structure of MukBEF reveals DNA loop entrapment at chromosomal unloading sites.
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MukBEF的Cryo-EM结构揭示了染色体卸载位点处的DNA环截留。
DOI：
10.1016/j.molcel.2021.10.011
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发表时间：
2021-12-02
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Löwe J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bürmann F;Funke LFH;Chin JW;Löwe J
环状染色体结构维持（SMC）复合物MukBEF将大肠杆菌和相关细菌的基因组折叠成大环，推测是通过主动DNA环挤出。复制末端宏结构域内的MukBEF活性被序列特异性卸载器MatP抑制。在这里，我们提出了完整的原子结构的MukBEF在复杂的MatP和DNA确定的电子低温显微镜（cryo-EM）。该复合物结合两个不同的DNA双螺旋，对应于plectonemic环的臂。MatP结合的DNA穿过MukBEF环，而第二个DNA被Kleisin MukF、MukE和MukB ATP酶头夹住。组合半胱氨酸交联证实了这种拓扑结构的DNA环截留在体内。我们的研究结果阐明了一类在基因组维护中具有重要作用的几乎无处不在的DNA组织者如何与细菌染色体相互作用。完整的原子结构的细菌SMC复合物MukBEF上和关闭的DNA MukBEF捕获两个DNA双螺旋时，结合到卸载器MatP在体内拓扑结构的DNA环截留确定的半胱氨酸交联臂的DNA环线程通过单独的隔间的MukBEF SMC复合物MukBEF组织细菌染色体进入大的DNA环。在这篇文章中，Bürmann et al.报道了MukBEF的冷冻电镜结构，其结合到其卸载因子MatP和对应于环臂的两个DNA片段。文章提供了深入了解SMC复合物如何在拓扑上捕获DNA并从染色体卸载。
The ring-like structural maintenance of chromosomes (SMC) complex MukBEF folds the genome of Escherichia coli and related bacteria into large loops, presumably by active DNA loop extrusion. MukBEF activity within the replication terminus macrodomain is suppressed by the sequence-specific unloader MatP. Here, we present the complete atomic structure of MukBEF in complex with MatP and DNA as determined by electron cryomicroscopy (cryo-EM). The complex binds two distinct DNA double helices corresponding to the arms of a plectonemic loop. MatP-bound DNA threads through the MukBEF ring, while the second DNA is clamped by the kleisin MukF, MukE, and the MukB ATPase heads. Combinatorial cysteine cross-linking confirms this topology of DNA loop entrapment in vivo. Our findings illuminate how a class of near-ubiquitous DNA organizers with important roles in genome maintenance interacts with the bacterial chromosome. Complete atomic structures of the bacterial SMC complex MukBEF on and off DNA MukBEF entraps two DNA double helices when bound to the unloader MatP In vivo topology of DNA loop entrapment determined by cysteine cross-linking Arms of the DNA loop thread through separate compartments of MukBEF The SMC complex MukBEF organizes bacterial chromosomes into large DNA loops. In this article, Bürmann et al. report the cryo-EM structure of MukBEF bound to its unloading factor, MatP, and two DNA segments corresponding to the arms of a loop. The article provides insights into how SMC complexes topologically entrap DNA and unload from chromosomes.
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DOI：
10.1126/science.aar7831
发表时间：
2018-04-06
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Ganji M;Shaltiel IA;Bisht S;Kim E;Kalichava A;Haering CH;Dekker C
通讯作者：
Dekker C
影响因子：
3.7
作者：
Engler, Carola;Kandzia, Romy;Marillonnet, Sylvestre
通讯作者：
Marillonnet, Sylvestre
影响因子：
5.6
作者：
Gloyd M;Ghirlando R;Guarné A
通讯作者：
Guarné A
影响因子：
64.8
作者：
Fredens, Julius;Wang, Kaihang;Chin, Jason W.
通讯作者：
Chin, Jason W.
影响因子：
16
作者：
Haering, CH;Schoffnegger, D;Löwe, J
通讯作者：
Löwe, J