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毒素抗毒素系统DarTG可逆的催化DNA发生ADP核糖化

已有 1520 次阅读 2018-6-4 15:47 |个人分类:读后感|系统分类:论文交流| 毒素抗毒素系统, ADP核糖化

 

毒素抗毒素系统DarTG可逆的催化DNA发生ADP核糖化

本文为阅读“Jankevicius G, Ariza A, Ahel M, et al. The Toxin-Antitoxin System DarTG Catalyzes Reversible ADP-Ribosylation of DNA[J]. Molecular Cell, 2016, 64(6):1109-1116.”的读后感。作者:于霞

 

    毒素抗毒素(TA)系统在原核细胞生物中普遍存在,和细菌的生物进化密切相关,它包括细菌基因组的稳定、细菌生物膜形成和持留菌的形成等。典型的TA系统包括一个毒蛋白和一个与之拮抗的抗毒蛋白,这个抗毒蛋白可以是蛋白也可以是非编码RNA。在特定环境条件下,如营养条件恶劣、低氧、高温等,不稳定的抗毒素很快会被降解,活性的毒素释放出来靶点到细胞周期特定的过程中。毒素引起的生长抑制通常是可逆的,当加入足量的抗毒蛋白后,生长抑制会被解除。在细菌中,尤其是致病菌中含有多对TA系统,其毒蛋白毒性以及抗毒蛋白的解毒机制也是多种多样的。

DarTG是细菌中高度保守的TA系统,在大肠杆菌、栖热水生菌以及致病菌结核分枝杆菌中都存在。本研究以栖热水生菌DarTG为研究对象,证实DarTG是一对II型TA系统蛋白,毒蛋白DarT和抗毒蛋白DarG有直接相互作用。其中,毒蛋白DarT的作用机制是在NAD存在的情况下,将NAD中核糖化的ADP部分转移到含有特定序列“TNTC”的单链DNA上,从而激发细菌的SOS反应和其他途径来抑制细菌DNA复制,进而抑制细菌生长。抗毒蛋白DarG则是通过逆转毒蛋白DarT催化DNA的ADP核糖化,从而达到解毒的目的。同时,该研究也解析了结核分枝杆菌和栖热水生菌抗毒蛋白DarG macrodomain(已经证实具有去除DNA的ADP核糖化功能) 结构,发现该类蛋白结构高度保守,与之前研究报道的macrodomain蛋白结构高度相似。最后,该研究验证了DarTG在结核分枝杆菌中存在相似的毒性和解毒机制,这为以TA系统为靶点的抗结核药物研发提供依据。

 





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