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端粒内 G-四链体的形成增强了 POT1/TPP1 对 RPA 结合的保护。

G-quadruplex formation in telomeres enhances POT1/TPP1 protection against RPA binding.

机构信息

Departments of Physics and Biological Sciences, Kent State University, Kent, OH 44242.

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Feb 25;111(8):2990-5. doi: 10.1073/pnas.1321436111. Epub 2014 Feb 10.

DOI:10.1073/pnas.1321436111
PMID:24516170
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3939921/
Abstract

Human telomeres terminate with a single-stranded 3' G overhang, which can be recognized as a DNA damage site by replication protein A (RPA). The protection of telomeres (POT1)/POT1-interacting protein 1 (TPP1) heterodimer binds specifically to single-stranded telomeric DNA (ssTEL) and protects G overhangs against RPA binding. The G overhang spontaneously folds into various G-quadruplex (GQ) conformations. It remains unclear whether GQ formation affects the ability of POT1/TPP1 to compete against RPA to access ssTEL. Using single-molecule Förster resonance energy transfer, we showed that POT1 stably loads to a minimal DNA sequence adjacent to a folded GQ. At 150 mM K(+), POT1 loading unfolds the antiparallel GQ, as the parallel conformation remains folded. POT1/TPP1 loading blocks RPA's access to both folded and unfolded telomeres by two orders of magnitude. This protection is not observed at 150 mM Na(+), in which ssTEL forms only a less-stable antiparallel GQ. These results suggest that GQ formation of telomeric overhangs may contribute to suppression of DNA damage signals.

摘要

端粒的 3' 端带有单链的 G 突出端,该端可被复制蛋白 A(RPA)识别为 DNA 损伤部位。端粒保护蛋白 1(POT1)/POT1 相互作用蛋白 1(TPP1)异二聚体特异性结合于单链端粒 DNA(ssTEL),保护 G 突出端免受 RPA 结合。G 突出端会自发折叠成各种 G-四链体(GQ)构象。目前尚不清楚 GQ 形成是否会影响 POT1/TPP1 与 RPA 竞争结合 ssTEL 的能力。我们通过单分子Förster 共振能量转移实验表明,POT1 可稳定地加载到邻近折叠 GQ 的最小 DNA 序列上。在 150mM K(+) 条件下,POT1 加载会使反平行 GQ 解折叠,而平行构象仍然保持折叠状态。POT1/TPP1 的加载可阻止 RPA 以两个数量级的水平结合折叠和未折叠的端粒。在 150mM Na(+) 条件下,ssTEL 仅形成不太稳定的反平行 GQ,因此观察不到这种保护作用。这些结果表明,端粒突出端的 GQ 形成可能有助于抑制 DNA 损伤信号。

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