• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

非六聚体大肠杆菌 UvrD 解旋酶寡聚体形成的单分子成像。

Single-molecule imaging of the oligomer formation of the nonhexameric Escherichia coli UvrD helicase.

机构信息

Institute for Integrated Cell-Material Sciences (WPI-iCeMS), Kyoto University, Yoshida-Honmachi, Kyoto, Japan.

出版信息

Biophys J. 2013 Feb 19;104(4):924-33. doi: 10.1016/j.bpj.2013.01.014.

DOI:10.1016/j.bpj.2013.01.014
PMID:23442971
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3576528/
Abstract

Superfamily I helicases are nonhexameric helicases responsible for the unwinding of nucleic acids. However, whether they unwind DNA in the form of monomers or oligomers remains a controversy. In this study, we addressed this question using direct single-molecule fluorescence visualization of Escherichia coli UvrD, a superfamily I DNA helicase. We performed a photobleaching-step analysis of dye-labeled helicases and determined that the helicase is bound to 18-basepair (bp) double-stranded DNA (dsDNA) with a 3' single-stranded DNA (ssDNA) tail (12, 20, or 40 nt) in a dimeric or trimeric form in the absence of ATP. We also discovered through simultaneous visualization of association/dissociation of the helicase with/from DNA and the DNA unwinding dynamics of the helicase in the presence of ATP that these dimeric and trimeric forms are responsible for the unwinding of DNA. We can therefore propose a new kinetic scheme for the helicase-DNA interaction in which not only a dimeric helicase but also a trimeric helicase can unwind DNA. This is, to our knowledge, the first direct single-molecule nonhexameric helicase quantification study, and it strongly supports a model in which an oligomer is the active form of the helicase, which carries important implications for the DNA unwinding mechanism of all superfamily I helicases.

摘要

超家族 I 解旋酶是非六聚体解旋酶,负责解开核酸。然而,它们是以单体还是寡聚体的形式解开 DNA 仍然存在争议。在这项研究中,我们使用直接的单分子荧光可视化方法研究了大肠杆菌 UvrD,一种超家族 I DNA 解旋酶,解决了这个问题。我们对染料标记的解旋酶进行了光漂白步分析,确定在没有 ATP 的情况下,解旋酶以二聚体或三聚体的形式与 18 碱基对 (bp) 的双链 DNA (dsDNA)结合,带有 3'单链 DNA (ssDNA) 尾 (12、20 或 40 个核苷酸)。我们还通过同时可视化解旋酶与 DNA 的结合/解离以及解旋酶在 ATP 存在下的 DNA 解旋动力学,发现这些二聚体和三聚体形式负责 DNA 的解旋。因此,我们可以提出一个新的解旋酶-DNA 相互作用的动力学方案,其中不仅二聚体解旋酶,而且三聚体解旋酶也可以解开 DNA。据我们所知,这是第一个直接的单分子非六聚体解旋酶定量研究,它强烈支持寡聚体是解旋酶的活性形式的模型,这对所有超家族 I 解旋酶的 DNA 解旋机制具有重要意义。

相似文献

1
Single-molecule imaging of the oligomer formation of the nonhexameric Escherichia coli UvrD helicase.非六聚体大肠杆菌 UvrD 解旋酶寡聚体形成的单分子成像。
Biophys J. 2013 Feb 19;104(4):924-33. doi: 10.1016/j.bpj.2013.01.014.
2
A Dimer of Escherichia coli UvrD is the active form of the helicase in vitro.大肠杆菌UvrD的二聚体是体外解旋酶的活性形式。
J Mol Biol. 2003 Jan 31;325(5):913-35. doi: 10.1016/s0022-2836(02)01277-9.
3
An oligomeric form of E. coli UvrD is required for optimal helicase activity.大肠杆菌UvrD的一种寡聚形式是最佳解旋酶活性所必需的。
J Mol Biol. 1999 Nov 5;293(4):815-34. doi: 10.1006/jmbi.1999.3185.
4
DNA-Unwinding Dynamics of Escherichia coli UvrD Lacking the C-Terminal 40 Amino Acids.缺失 C 端 40 个氨基酸的大肠杆菌 UvrD 的 DNA 解旋动力学。
Biophys J. 2020 Apr 7;118(7):1634-1648. doi: 10.1016/j.bpj.2020.02.014. Epub 2020 Feb 25.
5
Processivity of nucleic acid unwinding and translocation by helicases.解旋酶对核酸的解旋和移位的持续合成能力。
Proteins. 2016 Nov;84(11):1590-1605. doi: 10.1002/prot.25102. Epub 2016 Jul 22.
6
Rotations of the 2B sub-domain of E. coli UvrD helicase/translocase coupled to nucleotide and DNA binding.E. coli UvrD 解旋酶/转位酶 2B 亚结构域与核苷酸和 DNA 结合的偶联旋转。
J Mol Biol. 2011 Aug 19;411(3):633-48. doi: 10.1016/j.jmb.2011.06.019. Epub 2011 Jun 17.
7
Mechanism of ATP-dependent translocation of E.coli UvrD monomers along single-stranded DNA.大肠杆菌UvrD单体沿单链DNA进行ATP依赖性转位的机制。
J Mol Biol. 2004 Dec 10;344(5):1287-309. doi: 10.1016/j.jmb.2004.10.005.
8
ATP hydrolysis stimulates binding and release of single stranded DNA from alternating subunits of the dimeric E. coli Rep helicase: implications for ATP-driven helicase translocation.ATP水解刺激双链大肠杆菌Rep解旋酶交替亚基上的单链DNA的结合与释放:对ATP驱动的解旋酶易位的影响。
J Mol Biol. 1996 Nov 1;263(3):411-22. doi: 10.1006/jmbi.1996.0585.
9
Subunit Communication within Dimeric SF1 DNA Helicases.二聚体 SF1 DNA 解旋酶的亚基间通讯。
J Mol Biol. 2024 Jun 1;436(11):168578. doi: 10.1016/j.jmb.2024.168578. Epub 2024 Apr 20.
10
Large domain movements upon UvrD dimerization and helicase activation.UvrD 二聚化和解旋酶激活时的大结构域运动。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Nov 14;114(46):12178-12183. doi: 10.1073/pnas.1712882114. Epub 2017 Oct 30.

引用本文的文献

1
Structural basis for dimerization and activation of UvrD-family helicases.UvrD家族解旋酶二聚化及激活的结构基础
Proc Natl Acad Sci U S A. 2025 Mar 11;122(10):e2422330122. doi: 10.1073/pnas.2422330122. Epub 2025 Mar 6.
2
Structural Basis for Dimerization and Activation of UvrD-family Helicases.UvrD家族解旋酶二聚化及激活的结构基础
bioRxiv. 2024 Sep 6:2024.09.05.611425. doi: 10.1101/2024.09.05.611425.
3
The Role of SF1 and SF2 Helicases in Biotechnological Applications.SF1和SF2解旋酶在生物技术应用中的作用。
Appl Biochem Biotechnol. 2024 Dec;196(12):9064-9084. doi: 10.1007/s12010-024-05027-w. Epub 2024 Aug 2.
4
Subunit Communication within Dimeric SF1 DNA Helicases.二聚体 SF1 DNA 解旋酶的亚基间通讯。
J Mol Biol. 2024 Jun 1;436(11):168578. doi: 10.1016/j.jmb.2024.168578. Epub 2024 Apr 20.
5
Optical tweezer and TIRF microscopy for single molecule manipulation of RNA/DNA nanostructures including their rubbery property and single molecule counting.用于RNA/DNA纳米结构单分子操纵的光镊和全内反射荧光显微镜,包括其橡胶状特性和单分子计数。
Biophys Rep. 2021 Dec 31;7(6):449-474. doi: 10.52601/bpr.2021.210003.
6
Quantitative and kinetic single-molecule analysis of DNA unwinding by UvrD helicase.UvrD解旋酶对DNA解旋的定量及动力学单分子分析
Biophys Physicobiol. 2022 Mar 10;19:1-16. doi: 10.2142/biophysico.bppb-v19.0006. eCollection 2022.
7
DNA repair helicase UvrD1 is activated by redox-dependent dimerization via a 2B domain cysteine.DNA 修复解旋酶 UvrD1 通过 2B 结构域半胱氨酸的氧化还原依赖性二聚化而被激活。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Feb 22;119(8). doi: 10.1073/pnas.2114501119.
8
Heterogeneous dissociation process of truncated RNAs by oligomerized Vasa helicase.寡聚化 Vasa 解旋酶对截断 RNA 的异质解离过程。
Commun Biol. 2021 Dec 10;4(1):1386. doi: 10.1038/s42003-021-02918-0.
9
Single-molecule studies of helicases and translocases in prokaryotic genome-maintenance pathways.原核生物基因组维持途径中解旋酶和移位酶的单分子研究。
DNA Repair (Amst). 2021 Dec;108:103229. doi: 10.1016/j.dnarep.2021.103229. Epub 2021 Sep 20.
10
Roles of the C-Terminal Amino Acids of Non-Hexameric Helicases: Insights from UvrD.非六聚体解旋酶 C 末端氨基酸残基的作用:以 UvrD 为例。
Int J Mol Sci. 2021 Jan 20;22(3):1018. doi: 10.3390/ijms22031018.

本文引用的文献

1
Dda helicase tightly couples translocation on single-stranded DNA to unwinding of duplex DNA: Dda is an optimally active helicase.Dda 解旋酶紧密偶联单链 DNA 的移位与双链 DNA 的解旋:Dda 是一种最适活性的解旋酶。
J Mol Biol. 2012 Jul 13;420(3):141-54. doi: 10.1016/j.jmb.2012.04.007. Epub 2012 Apr 11.
2
Single-stranded DNA translocation of E. coli UvrD monomer is tightly coupled to ATP hydrolysis.大肠杆菌 UvrD 单体的单链 DNA易位与 ATP 水解紧密偶联。
J Mol Biol. 2012 Apr 20;418(1-2):32-46. doi: 10.1016/j.jmb.2012.02.013. Epub 2012 Feb 14.
3
Single-molecule nanopositioning: structural transitions of a helicase-DNA complex during ATP hydrolysis.单分子纳米定位:ATP 水解过程中解旋酶-DNA 复合物的结构转变。
Biophys J. 2011 Aug 17;101(4):976-84. doi: 10.1016/j.bpj.2011.07.010.
4
Rotations of the 2B sub-domain of E. coli UvrD helicase/translocase coupled to nucleotide and DNA binding.E. coli UvrD 解旋酶/转位酶 2B 亚结构域与核苷酸和 DNA 结合的偶联旋转。
J Mol Biol. 2011 Aug 19;411(3):633-48. doi: 10.1016/j.jmb.2011.06.019. Epub 2011 Jun 17.
5
Probing cellular protein complexes using single-molecule pull-down.利用单分子下拉技术探测细胞蛋白复合物。
Nature. 2011 May 26;473(7348):484-8. doi: 10.1038/nature10016.
6
Active and passive mechanisms of helicases.解旋酶的主动和被动机制。
Nucleic Acids Res. 2010 Sep;38(16):5518-26. doi: 10.1093/nar/gkq273. Epub 2010 Apr 27.
7
Visualizing helicases unwinding DNA at the single molecule level.在单分子水平上可视化解旋酶解开 DNA。
Nucleic Acids Res. 2010 Jul;38(13):4448-57. doi: 10.1093/nar/gkq173. Epub 2010 Mar 28.
8
Counting RAD51 proteins disassembling from nucleoprotein filaments under tension.计算在张力作用下从核蛋白细丝上解离的RAD51蛋白数量。
Nature. 2009 Feb 5;457(7230):745-8. doi: 10.1038/nature07581. Epub 2008 Dec 7.
9
Impediment of E. coli UvrD by DNA-destabilizing force reveals a strained-inchworm mechanism of DNA unwinding.DNA 解链力对大肠杆菌 UvrD 的阻碍揭示了一种紧张的尺蠖式 DNA 解旋机制。
EMBO J. 2008 Dec 17;27(24):3279-87. doi: 10.1038/emboj.2008.240. Epub 2008 Nov 13.
10
Novel mechanism of hexamer ring assembly in protein/RNA interactions revealed by single molecule imaging.单分子成像揭示蛋白质/RNA相互作用中六聚体环组装的新机制。
Nucleic Acids Res. 2008 Nov;36(20):6620-32. doi: 10.1093/nar/gkn669. Epub 2008 Oct 21.