大肠杆菌的RecG和RecO蛋白在同源重组中的作用受单链DNA结合蛋白SSB调节

【作者】 姜楠； 杨丽； 段斐； 丁良； 潘学峰；

【机构】 北京理工大学生命学院； 河北大学医学部；

【摘要】 单链DNA结合蛋白SSB在DNA复制、修复与同源重组中发挥着重要的作用。上述DNA代谢过程均需要DNA双链与单链之间的转换。然而,单链DNA的出现容易被降解或发生错误折叠,可直接威胁基因组的稳定性。最近的研究表明,SSB蛋白不仅能保护单链DNA,而且能与至少14种参与DNA代谢的蛋白质直接发生相互作用,其中包括RecG、RecO蛋白。RecG既有DNA解旋酶活性,又有RNA解旋酶活性。作为DNA解旋酶可特异性识别DNA复制叉,催化复制叉倒转(DNA replication fork regression);识别"三臂交叉"(Three way juncture),并催化其向"四臂交叉"(Four way juncture)转换。作为RNA解旋酶,可避免基因转录过程中形成RNA:DNA杂交体。RecO则主要作用于同源重组的RecF途径,负责催化RecA~*的形成等。为了阐释RecG和RecO之间的作用关系,我们分别在细胞内利用分子示踪标记和激光共聚焦显微观察发现RecO蛋白优先于RecG蛋白与SSB的C末端"尾部结构域"结合,导向同源重组;同时,在RecO突变体中增加RecG表达量可明显提高紫外线辐射情况下的细胞存活率。通过构建JM83ssb-113recG~-、JM83ssb-113recO~-、JM83ssb-113recG~-recO~-、JM83recG~-、JM83recO~-和JM83recG~-recO~-等菌株,比较了上述菌株在不同剂量紫外线辐射下细胞存活率的变化。结果表明,JM83recG~-、JM83recO~-与JM83recG~-recO~-细胞的存活率变化无显著差别;JM83ssb113recG~-与JM83ssb-113recO~-细胞的存活率变化也无显著差别,而JM83ssb-113recG~-recO~-细胞的存活率却显著下降。表明在SSB的C末端出现缺陷的细胞中,RecG与RecO蛋白可同时与DNA识别。这些结果揭示了同源重组过程中,RecG和RecO蛋白所能发挥的作用和顺序受单链DNA结合蛋白SSB的制约。更多还原