《硫化葉菌Holliday junction解離酶Hje的體內功能與作用機制研究》是依託山東大學，由申玉龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：硫化葉菌Holliday junction解離酶Hje的體內功能與作用機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：申玉龍
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
Holliday junction（HJ）是DNA重組修復過程中標誌性中間產物，細胞必須對其進行正確加工才能完成染色體的正常複製，保證細胞的存活。HJ解離酶是HJ加工途徑中的關鍵酶，其參與的途徑是HJ加工的主要途徑之一。細菌中的HJ解離酶RuvC在解旋酶RuvA和RuvB複合體對HJ進行遷移之後對HJ進行解離。近年來古菌和真核生物中也相繼發現了HJ解離酶，但其在細胞內的詳細作用和調控機制還不十分清楚。本項目擬利用遺傳學和轉錄組學方法，構建基因缺失及回補菌株，檢測單基因缺失或與其它結構特異性核酸內切酶基因共缺失對DNA損傷敏感性的影響及引起的轉錄組變化，分析Hje在DNA損傷修復中的作用及其與這些結構特異性核酸酶的遺傳關係。利用親和純化和質譜分析方法分離可能與解離酶Hje相互作用的蛋白，鑑定相互作用蛋白的性質和互作機制。預期將揭示和了解古菌解離酶在DNA修復中的作用和新的調控機制。
結題摘要
DNA Holliday junction（HJ）是DNA重組、修復和複製過程中所產生的關鍵的DNA中間體，細胞必須對其進行加工和處理，以保證遺傳信息的正常傳遞和細胞的生存。古菌是生命的第三域，廣泛存在與自然界極端和普通環境中，研究其遺傳信息傳遞機制具有重要意義。本項目利用遺傳學、生物化學、結構生物學和組學的方法，以模式古菌冰島硫化葉菌（Sulfolobus islandicus REY15A）為材料，全面分析了該菌株中兩種HJ DNA 解離酶Hje和Hjc的體內功能和作用機制。主要結論有：（1）硫化葉菌中解離酶基因hje和hjc單獨都可以敲除，而雙敲除不可；（2）Hje是參與DNA修復的主要的酶，而Hjc可能主要用於處理複製中產生的HJ DNA; （3）一種與Hjc互作的ATP酶和解旋酶PINA（PIN-domain ATPase）與Hjc具有物理上和功能上的相互作用; （4）PINA在古菌中高度保守，在硫化葉菌中不可敲除，其ATP酶活性、與HJ及蛋白因子的結合區域都是必需的;（5）PINA在溶液和晶體中形成六聚體環狀結構，其結構可分為PIN、NTPase和KH結構域；（6）除了與Hjc、HJ相互作用外，PINA還與Hjm和RfcS等蛋白相互作用；（7）PINA的C-末端賴氨酸富集區與PINA聚體的形成、與HJ DNA以及Hjm、RfcS蛋白的結合密切關聯；（8）Hjc的核酸酶活性受古菌中蛋白激酶磷酸化調控。以上結果已發表於Extremophile （Huang et al., 2015）、J. Mol. Biol. （Zhai et al., 2017）和Nucleic Acids Res.（Zhai et al., 2018）。在本項目的資助下，課題組其它有關古菌DNA代謝和細胞學研究也取得了成果，分別發表於BMC Mol. Biol. （Huang et al., 2015）、Extremophiles （Yan et al., 2016）、Frontiers in Microbiol. （Huang et al., 2017）、Biochem. Biophy. Res. Com. （Yan et al., 2017）、J. Gen. and Genom. （Song et al., 2016）和Mol. Microl.（Liu et al., 2017）等
