德氏微球菌(Deinococcus)的蛋白酶PprI能够通过直接与单链DNA(ssDNA)相互作用来感知DNA损伤。
这一发现揭示了德氏微球菌在面临环境压力时如何适应并生存下来的一种新机制。
这项研究由浙江大学生命科学学院的华跃进教授、周如鸿教授和赵烨教授领导,发表在《Nature Communications》杂志上。
研究结果表明,单链DNA能够与PprI蛋白结合并激活其切割活性。通过生化、细胞和结构生物学的研究方法,研究人员成功解析了PprI-ssDNA复合体的结构,并发现PprI具有三个重要的单链DNA结合位点。这些结合位点对于细胞内PprI-DdrO系统的激活至关重要。研究人员进一步通过计算生物学的方法获得了PprI-ssDNA-DdrO三元复合体的结构,并推测单链DNA通过增强PprI与DdrO之间的相互作用来激活下游基因的转录水平。此外,PprI蛋白的单体与二聚体之间的动态平衡同样参与了该系统的激活。
这些发现表明,PprI作为DNA损伤传感器,能够直接识别作为DNA损伤信号分子的单链DNA,并在转录水平激活DNA损伤修复过程,帮助细胞适应环境胁迫。这项研究不仅为理解德氏微球菌的极端抗性提供了新的视角,也对于细菌在面临DNA损伤时如何响应和生存下来提供了新的见解。