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文章背景簡(jiǎn)介  

BACKGROUND INTRODUCTION

在所有生命系統(tǒng)中，單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）是必不可少的，并且參與基因組的維護(hù)。原核生物具有結(jié)構(gòu)保守的SSB蛋白，與ssDNA形成核蛋白絲，以保護(hù)其免受退火和有害化學(xué)的損傷。此外，SSB通過蛋白－蛋白相互作用還可以將必需的DNA代謝酶招募到作用位點(diǎn)。在大腸桿菌中，SSB的功能單元由四個(gè)寡核苷酸／寡糖結(jié)合（OB）折疊，組裝成一個(gè)保守的三維（3D）結(jié)構(gòu)。重要的是，絕大多數(shù)細(xì)菌編碼至少一種SSB變體，其中OB折疊后面有一個(gè)“尾部”區(qū)域，可以細(xì)分為固有無(wú)序連接（IDL）區(qū)和C端肽（CTP，C端9個(gè)氨基酸）區(qū)。SSB的IDL是少數(shù)已知的具有普遍保守傾向的結(jié)構(gòu)紊亂蛋白區(qū)域；但是CTP的長(zhǎng)度和氨基酸組成并不保守，相比之下，CTP的序列在細(xì)菌中高度保守。

在過去的幾年里，許多真核和病毒蛋白被證明能形成動(dòng)態(tài)液體凝聚物，稱為無(wú)膜細(xì)胞器，在正常的細(xì)胞生理和應(yīng)激耐受性中發(fā)揮著重要作用。這些凝聚物包括核仁、應(yīng)激顆粒、P小體、神經(jīng)元顆粒和異染色質(zhì)，它們通過液－液相分離（LLPS）形成，由多價(jià)弱蛋白－蛋白或蛋白－核酸相互作用驅(qū)動(dòng)，主要由蛋白質(zhì)的固有無(wú)序區(qū)域（IDRs）介導(dǎo)。驅(qū)動(dòng)相分離的蛋白質(zhì)及其特定的相互作用物質(zhì)高度集中在凝聚物中，而凝聚物的含量也可以通過相界與周圍環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)交換。

SSB的模塊化結(jié)構(gòu)、與多個(gè)結(jié)合蛋白相互作用的能力、IDL區(qū)域、保守的短線性CTP基序、以及在基因組修復(fù)過程中的重要作用，都促使科研工作者提出了一個(gè)假設(shè)：SSB可能通過LLPS驅(qū)動(dòng)液體凝聚物的形成。

2020年10月匈牙利羅蘭大學(xué)Gábor M． Harami等研究人員在《PNAS》（綜合性期刊1區(qū)，IF＝11．205）發(fā)表了題為“Phase separation by ssDNA binding protein controlled via protein?protein and protein?DNA interactions”的文章。本文報(bào)道了一種細(xì)胞如何動(dòng)員DNA修復(fù)蛋白及時(shí)響應(yīng)基因組應(yīng)激并啟動(dòng)DNA修復(fù)單鏈DNA的分子機(jī)制。作者發(fā)現(xiàn)：SSB作為基因組代謝的核心參與者可以在生理?xiàng)l件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)相分離。SSB凝聚物能夠儲(chǔ)存各種各樣的與SSB相互作用的DNA修復(fù)蛋白。在基因組受損期間，SSB和與SSB相互作用的蛋白可以快速動(dòng)員到DNA損傷位點(diǎn)。

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所用到的主要方法

METHODS  

1． LLPS生物信息學(xué)分析（PIR、PLAAC、CatGranule）

2． 熒光各向異性測(cè)定

3． 濁度測(cè)量

4． 電泳遷移率測(cè)定

5． 離心法濃度測(cè)定

6． 熒光實(shí)驗(yàn)中的圖像處理和粒子分析

7． 熒光漂白恢復(fù)實(shí)驗(yàn)（FRAP）

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

細(xì)菌單鏈（ss）DNA結(jié)合蛋白（SSB）對(duì)于基因組的復(fù)制和維持至關(guān)重要。SSBs序列包括一個(gè)保守的ssDNA結(jié)合域，一個(gè)不太保守的固有無(wú)序連接子（IDL）和一個(gè)高度保守的C－末端肽基序（CTP）。本文中，作者發(fā)現(xiàn)大腸桿菌SSB蛋白通過蛋白質(zhì)所有結(jié)構(gòu)域的多方面相互作用，形成液－液相分離凝聚物。SSB、ssDNA和SSB相互作用分子在凝聚物中高度集中，而相分離總體上是由SSB和ssDNA的化學(xué)計(jì)量學(xué)調(diào)控的。結(jié)合最近亞細(xì)胞SSB定位模式的結(jié)果，作者指出了一種保守機(jī)制：通過這種機(jī)制，細(xì)胞儲(chǔ)存了SSB和SSB相互作用的蛋白庫(kù)。動(dòng)態(tài)相分離使這個(gè)蛋白庫(kù)能夠快速動(dòng)員，并保護(hù)暴露的ssDNA以及修復(fù)受DNA損傷影響的基因組位點(diǎn)。

       原文標(biāo)題 : 通過蛋白與蛋白、蛋白與DNA相互作用控制ssDNA結(jié)合蛋白的相分離