华跃进团队解析转录因子DdrO结构，揭示遏制去除机制
DdrO是一种XRE家族转录抑制因子，与金属蛋白酶PprI配合，对于奇异球菌属物种的DNA损伤反应至关重要。
2019年8月14日，浙江大学华跃进教授团队在Nucleic Acids Research 在线发表了题为“Structure and DNA damage-dependent derepression mechanism for the XRE family member DG-DdrO ”的研究论文，该研究首次报道了奇球菌属特有转录因子DdrO结构，并揭示了其去转录遏制机制。研究结果表明，DdrO是一种新型XRE家族转录调节因子，可形成独特的二聚体。 该结构还提供了奇球菌属中DdrO-PprI介导的DNA损伤反应机制的深入了解。
奇球菌属是一类够耐受强烈电离辐射、化学诱变剂等压力胁迫的极端微生物，具有强大的DNA损伤修复能力，是研究DNA损伤修复的模式生物。华跃进教授团队一直致力于耐辐射奇球菌强大的抗辐射机制的研究，率先鉴定了pprI基因是调控胁迫响应的开关，并且发现PprI通过酶切DdrO来解除其转录遏制作用，以响应外界的胁迫。
DdrO蛋白的结构
本研究通过结构生物学和分子生物学手段，利用X射线衍射的方法首次解析了中度嗜热菌（D. geothermalis）中的DdrO蛋白的结构并阐明了其作用机制。结构显示DdrO蛋白由8个α螺旋构成，以同源二聚体形式存在。其二聚化的稳定主要依赖于三个互作界面，N末端和C末端都参与了蛋白的二聚化，区别于其他XRE家族蛋白，是一种新型的二聚化形式。本研究还发现了一个存在于大部分XRE家族蛋白中的RE pair，即带有相反电性的精氨酸残基与谷氨酸残基以盐桥相互作用，并参与了二聚体的形成与结合DNA的过程。
此外，DdrO蛋白的C末端形成了一个疏水核心。通过C端截短蛋白和点突变蛋白的生化实验分析得出，PprI通过酶切DdrO最后一个α螺旋破坏了DdrO蛋白C末端的疏水核心，影响了C末端与N端的互作，从而使其失去二聚体的构象，进而使其不能再结合启动子DNA，解除对相应基因的转录抑制。
DdrO蛋白C末端的疏水核心
综上所述，DdrO通过N末端结合启动子DNA抑制靶标基因的转录，通过C末端的疏水核心调控其从DNA的解离,从而去除转录遏制。
该研究获得国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金等项目的支持。博士生陆慧智为本文的第一作者，浙江大学华跃进教授和赵烨教授为本文通讯作者。
参考信息：
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz720/5549711
