Démêler le processus de clivage de l'ADN de l'enzyme Sau3AI

Sau3AI est une enzyme de restriction de type II largement utilisée pour la manipulation génétique, telle que la construction d'une bibliothèque génomique. Sau3AI se compose de deux domaines, le domaine N-terminal (Sau3AI-N) et le domaine C-terminal (Sau3AI-C). La manière dont ces deux domaines fonctionnent ensemble pour couper l’ADN reste floue.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur YU Feng de l'Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l'Académie chinoise des sciences et le professeur HE Jianhua de l'Université de Wuhan a signalé un mécanisme d'auto-activation dans lequel le domaine C-terminal Sau3AI ouvre le Domaine catalytique N-terminal via des effets allostériques pour réaliser le clivage des sites spécifiques de l'ADN.

Les résultats ont été publiés dans Structure le 30 août.

En raison de l'activité de clivage de l'ADN, Sau3AI ne peut pas être exprimé dans Escherichia coli et un mutant du site catalytique, Sau3AI-E64A, a donc été utilisé pour l'expression exogène et la recherche structurelle. La structure cristalline du mutant Sau3AI-E64A révèle que lorsque l'ADN n'est pas lié, une région en boucle (333-342) du domaine C-terminal plane sur le site de liaison à l'ADN du domaine N-terminal, empêchant le domaine N-terminal de se lier à ADN.

L'analyse du domaine C-terminal de Sau3AI et de la structure du complexe d'ADN a indiqué que la région de boucle (261-268 et 280-295) du domaine C-terminal a été considérablement modifiée après la liaison à l'ADN, ce qui implique que Sau3AI peut subir des changements conformationnels après le domaine C-terminal. le domaine se lie à l’ADN.

En outre, les chercheurs ont mené une expérience de décalage de gel sur les mutants de résidus d'acides aminés clés liant l'ADN (K257A, S424A et T435A) dans le domaine C-terminal pour confirmer que l'ADN de liaison C-terminal joue un rôle crucial dans l'activation de l'activité catalytique de N- domaine terminal. Ces résultats suggèrent que le domaine C-terminal active l'activité enzymatique du domaine N-terminal par le biais d'effets allostériques.

Les chercheurs ont suggéré que Sau3AI est une enzyme de restriction de type IIE, mais contrairement aux autres enzymes de restriction de type IIE, elle est monomère plutôt qu'homodimère. Deux domaines différents dans Sau3AI jouent un rôle similaire à celui des homodimères dans d'autres enzymes de restriction de type IIE, ce qui suggère que Sau3AI représente une nouvelle sous-classe d'enzymes de restriction de type IIE.