Suppr超能文献

DNA 加载的 MCM 双六聚体被 Dbf4 依赖性激酶选择性磷酸化的结构机制。

Structural mechanism for the selective phosphorylation of DNA-loaded MCM double hexamers by the Dbf4-dependent kinase.

机构信息

Macromolecular Machines Laboratory, The Francis Crick Institute, London, UK.

Center for Chromosome Stability, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark.

出版信息

Nat Struct Mol Biol. 2022 Jan;29(1):10-20. doi: 10.1038/s41594-021-00698-z. Epub 2021 Dec 28.

Abstract

Loading of the eukaryotic replicative helicase onto replication origins involves two MCM hexamers forming a double hexamer (DH) around duplex DNA. During S phase, helicase activation requires MCM phosphorylation by Dbf4-dependent kinase (DDK), comprising Cdc7 and Dbf4. DDK selectively phosphorylates loaded DHs, but how such fidelity is achieved is unknown. Here, we determine the cryogenic electron microscopy structure of Saccharomyces cerevisiae DDK in the act of phosphorylating a DH. DDK docks onto one MCM ring and phosphorylates the opposed ring. Truncation of the Dbf4 docking domain abrogates DH phosphorylation, yet Cdc7 kinase activity is unaffected. Late origin firing is blocked in response to DNA damage via Dbf4 phosphorylation by the Rad53 checkpoint kinase. DDK phosphorylation by Rad53 impairs DH phosphorylation by blockage of DDK binding to DHs, and also interferes with the Cdc7 active site. Our results explain the structural basis and regulation of the selective phosphorylation of DNA-loaded MCM DHs, which supports bidirectional replication.

摘要

真核复制解旋酶在复制起始点的加载涉及两个 MCM 六聚体在双链 DNA 周围形成双六聚体 (DH)。在 S 期,解旋酶的激活需要 Dbf4 依赖性激酶 (DDK) 对 MCM 的磷酸化,该激酶由 Cdc7 和 Dbf4 组成。DDK 选择性地上调加载的 DH,但这种保真度是如何实现的尚不清楚。在这里,我们确定了酿酒酵母 DDK 在磷酸化 DH 过程中的低温电子显微镜结构。DDK 与一个 MCM 环对接,并磷酸化相对的环。Dbf4 对接结构域的截断会破坏 DH 的磷酸化,但 Cdc7 激酶活性不受影响。响应 DNA 损伤,通过 Rad53 检查点激酶对 Dbf4 的磷酸化,晚期起始点的启动被阻断。Rad53 对 DDK 的磷酸化通过阻断 DDK 与 DH 的结合来抑制 DH 的磷酸化,并干扰 Cdc7 的活性位点。我们的结果解释了 DNA 加载的 MCM DH 选择性磷酸化的结构基础和调控机制,这支持了双向复制。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/63c1/8770131/c9fe42eb7705/41594_2021_698_Fig1_HTML.jpg

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