단백질의 작은 부분이 DNA를 반 바퀴 꺾을 만큼 구부릴 수 있을까요?

상세 설명

DNA 자이레이스는 DNA에 음성 초나선을 능동적으로 도입할 수 있다는 점에서 효소 중 독특합니다. 이 기능에는 A 소단위체의 C-말단 도메인인 GyrA CTD가 부분적으로 관여합니다.

이 구조 및 생화학 연구에서 연구진은 약 35 kDa인 이 도메인의 결정 구조를 1.75 Å 해상도로 규명했습니다. 예상과 달리 이 도메인은 연구진이 ‘베타 바람개비’라고 이름 붙인 특이한 접힘 구조를 보였습니다. 전체적인 모양은 베타 프로펠러와 비슷하지만, 날개 부분은 이전에 관찰되지 않은 위상 구조를 갖고 있었습니다.

도메인 바깥 가장자리에 있는 크고 보존된 염기성 표면 영역은 DNA와 결합하고 이를 구부리는 유력한 부위로 제안됐습니다. 형광 공명 에너지 전달 기반 분석에서는 GyrA CTD가 40 bp 길이의 DNA 구간을 180도 이상 구부릴 수 있음이 확인됐습니다.

연구진은 또한 예상과 달리 토포아이소머레이스 IV A 소단위체의 C-말단 도메인도 DNA를 구부린다는 사실을 발견했습니다. 이 도메인은 GyrA CTD와 제한적인 서열 상동성만을 공유합니다.

이 결과들은 DNA 자이레이스가 DNA를 양성 초나선 형태로 감긴 상태로 유지할 수 있는 능력에 대한 물리적 설명을 제공합니다. 또한 토포아이소머레이스 IV의 특정한 기질 선호성이 부분적으로는 이 도메인의 기능에 의해 결정될 가능성을 시사합니다.