模块化结构使TRCF蛋白既能停止转录又能修复DNA

洛克菲勒大学赛斯·达斯特的实验室在一项研究中宣布，细菌中最强大的蛋白质之一的结构终于被揭示出来。

细胞中稳定的复合物是DNA和RNA聚合酶之间的连接，RNA聚合酶是一种负责读取DNA中编码的遗传信息的酶。

在细菌中，只有三种已知的机制可以中断这种复合体。其中之一涉及转录-修复偶联因子(TRCF)，当DNA转录被困在DNA损伤部位时，细胞使用这种蛋白质来缩短DNA转录过程。

TRCF同时与DNA和聚合酶结合，然后将聚合酶从DNA中推出。在清除障碍后，TRCF招募修复蛋白来修复受损的DNA。

TRCF的这些功能解释了为什么被RNA聚合酶积极转录的受损DNA比DNA的其他区域修复得更快，这一过程被称为转录-修复耦合。

利用x射线晶体学，研究生Alexandra Deaconescu现在已经解决了TRCF的结构——表明该蛋白质采用模块化结构来允许构象变化，这样TRCF的修复机制招募就不会干扰它的转录中断。

“TRCF有双重作用，”分子生物物理实验室主任达斯特说。“我们知道这种蛋白质有不同的功能域，一个与聚合酶结合，另一个与修复机制结合。”

“但你不希望两个域名同时活跃。在这两个步骤之间，蛋白质的构象变化是绝对需要的。”

哺乳动物细胞在转录和DNA修复之间也有这种联系，尽管这个系统很复杂。然而，通过研究细菌，科学家们希望更多地了解转录是如何在人类中起作用的。

TRCF是运动蛋白超家族的一部分，该家族还包括脊椎动物蛋白质Swi/Snf，这对重塑包装的DNA、打开DNA以便蛋白质可以进入非常重要。TRCF的工作原理也有助于科学家理解Swi/Snf蛋白的工作原理。

Darst说:“TRCF的结构为未来实验的设计和解释提供了一个框架。”“它将为TRCF如何能够执行其双重功能提供机械见解。”