来自英国牛津大学生化系的Anjana Badrinarayanan及其同事发现细菌的染色体结构维持蛋白(SMC)形成结合二聚体的三磷酸腺苷(ATP)的二聚体,使得ATP水解作用充当DNA重塑的分子机制。

-2012年10月26日《科学》

中文翻译


【题目】细菌体内染色体结构维持蛋白的结构及其作用机制

【译文】SMC(染色体结构维持蛋白)蛋白在染色体形成过程中无处不在,具有重要的作用。大肠杆菌(Escherichia coli)的SMC复合物MukBEF在染色体分离和组装过程中有重要的作用。本研究使用单分子毫秒多色荧光显微镜观察了5种细菌,发现二聚体的二聚荧光MukBEF分子是最小的功能单元。通常,8~10个这样的复合物在细胞内1~3个离散的染色体关联区域(复合物形成高级结构)上聚集形成“斑点”。 “斑点”内的功能MukBEF复合物与离散的复合物自由交换,需要三磷酸腺苷(ATP)的水解作用提供能量,每一个复合物相交换的时间大约为50 s。总之,通过功能配对,MukBEF复合物可能参与了多个ATP水解循环,且不从DNA中释放出来,类似研究透彻的分子马达的行为。

英文原稿


[Title]: In Vivo Architecture and Action of Bacterial Structural Maintenance of Chromosome Proteins 

[Authors]: Anjana Badrinarayanan, Rodrigo Reyes-Lamothe, Stephan Uphoff, Mark C. Leake, and David J. Sherratt

[Abstract]: SMC (structural maintenance of chromosome) proteins act ubiquitously in chromosome processing. In Escherichia coli, the SMC complex MukBEF plays roles in chromosome segregation and organization. We used single-molecule millisecond multicolor fluorescence microscopy of live bacteria to reveal that a dimer of dimeric fluorescent MukBEF molecules acts as the minimal functional unit. On average, 8 to 10 of these complexes accumulated as “spots” in one to three discrete chromosome-associated regions of the cell, where they formed higher-order structures. Functional MukBEF within spots exchanged with freely diffusing complexes at a rate of one complex about every 50 seconds in reactions requiring adenosine triphosphate (ATP) hydrolysis. Thus, by functioning in pairs, MukBEF complexes may undergo multiple cycles of ATP hydrolysis without being released from DNA, analogous to the behavior of well-characterized molecular motors.

原文地址

 http://www.sciencemag.org/content/338/6106/528.short

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