Structural studies of a novel mediator regulating homologous recombination

调节同源重组的新型介质的结构研究

• 批准号: 22370045
• 负责人: SHIMIZU Toshiyuki
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22370045/
• 关键词: 相同組み換え; メディエーター; リコンビナーゼ; X線結晶構造解析; Ｘ線結晶解析

Rad51 has a central role in recombination, assembling onto single-stranded DNA as a nucleoprotein filament and catalyzing the invasion and exchange of homologous DNA sequences. Generally, Rad51 requires the assistance of mediators to overcome the inhibition by RPA. The Swi5-Sfr1 complex has been identified as a mediator, and recent studies have shown that it can activate recombinases directly, and thus this complex is the first molecule for the recombinase activator.We describe the crystal structure of the C-terminal half of Sfr1 in complex with Swi5 from S. pombe. Swi5 and Sfr1 form a parallel coiled-coil heterodimer, joined firmly together by formation of two newly identified leucine-zipper motifs and a bundle. Remarkably, the coiled-coil is sharply kinked, generating an elongated and curved shape. This molecular shape is suitable for binding within the reconstituted helical groove of the Rad51 filament, causing the activation of Rad51 filament by stabilizing it as an active form with a longer helical pitch. Biochemical analysis shows that the C-terminal region of Sfr1 complexed with Swi5 possesses the essential function of Swi5-Sfr1 for a recombination activator, while the N-terminal region of Sfr1 plays a role for the efficient recruitment of the Swi5-Sfr1 complex. Swi5-Sfr1 is conserved from yeast to humans, and therefore the phenomena presented here would be prevalent among all eukaryotic organisms.

Rad51 在重组中发挥核心作用，作为核蛋白丝组装到单链 DNA 上，并催化同源 DNA 序列的入侵和交换。一般来说，Rad51需要介质的帮助来克服RPA的抑制。 Swi5-Sfr1复合物已被鉴定为介质，最近的研究表明它可以直接激活重组酶，因此该复合物是重组酶激活剂的第一个分子。我们描述了Sfr1 C端一半的晶体结构与来自粟酒裂殖酵母的 Swi5 形成复合物。 Swi5 和 Sfr1 形成平行的卷曲螺旋异二聚体，通过形成两个新鉴定的亮氨酸拉链基序和一束而牢固地连接在一起。值得注意的是，线圈急剧扭结，形成细长且弯曲的形状。这种分子形状适合结合在 Rad51 丝的重建螺旋槽内，通过将 Rad51 丝稳定为具有较长螺距的活性形式来激活 Rad51 丝。生化分析表明，与Swi5复合的Sfr1的C端区域具有Swi5-Sfr1作为重组激活剂的基本功能，而Sfr1的N端区域则在Swi5-Sfr1复合物的有效招募中发挥作用。 Swi5-Sfr1 从酵母到人类都是保守的，因此这里提出的现象在所有真核生物中都普遍存在。

项目成果

Structure and functional characterization of Vibrio parahaemolyticus thermostable direct hemolysin (TDH)

副溶血弧菌耐热直接溶血素 (TDH) 的结构和功能表征

• 发表时间: 2010
• 期刊: J.Biol.Chem.
• 作者: Yanagihara;et al
• 通讯作者: et al

Mechanistic insights into the activation of the Rad51-mediated strand exchange from the structure of a recombination activator, the Swi5-Sfr1 comple

从重组激活剂 Swi5-Sfr1 复合体的结构中了解 Rad51 介导的链交换激活的机制

• 发表时间: 2011
• 作者: Taniguchi T;et al.;Toshiyuki Shimizu;Toshiyuki Shimizu;真板 宣夫;Shimizu T;合田 有一郎;Toshiyuki Shimizu;Shimizu T
• 通讯作者: Shimizu T

関節リウマチ関連タンパク質PAD4の構造科学的研究

类风湿关节炎相关蛋白PAD4的结构科学研究

• 发表时间: 2010
• 作者: Taniguchi T;et al.;Toshiyuki Shimizu;Toshiyuki Shimizu;真板 宣夫;Shimizu T;合田 有一郎;Toshiyuki Shimizu;Shimizu T;Toshiyuki Shimizu;藤中 雄一;清水敏之
• 通讯作者: 清水敏之

「入門構造生物学」(「転写)部分を担当)

《结构生物学导论》（负责“转录”部分）

• 发表时间: 2010
• 作者: Taniguchi T;et al.;Toshiyuki Shimizu;Toshiyuki Shimizu;真板 宣夫;Shimizu T;合田 有一郎;Toshiyuki Shimizu;Shimizu T;Toshiyuki Shimizu;藤中 雄一;清水敏之;Shimizu T;野田 武志;清水敏之
• 通讯作者: 清水敏之

Symposium on Structure and Folding of Disease Related Proteins

疾病相关蛋白结构与折叠研讨会

• 发表时间: 2011
• 作者: Taniguchi T;et al.;Toshiyuki Shimizu;Toshiyuki Shimizu;真板 宣夫;Shimizu T;合田 有一郎;Toshiyuki Shimizu
• 通讯作者: Toshiyuki Shimizu