【摘 要】
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Pif1家族是一类DNA解旋酶，在所有真核生物以及某些原核生物和病毒中都存在，沿5’-3’方向解旋DNA,属于解旋酶超家族1(SF1B)。Pif1利用水解ATP产生的能量，解旋dsDNA或破坏稳定的核蛋白复合物来维持细胞核和线粒体基因组的稳定性，包括冈崎片段加工、端粒稳态和解旋G-四链体(G-quadruplex, G4)结构。Pif1在维持基因组稳定性方面起着多种作用，并且优先解开分叉状dsDN
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Pif1家族是一类DNA解旋酶，在所有真核生物以及某些原核生物和病毒中都存在，沿5’-3’方向解旋DNA,属于解旋酶超家族1(SF1B)。Pif1利用水解ATP产生的能量，解旋dsDNA或破坏稳定的核蛋白复合物来维持细胞核和线粒体基因组的稳定性，包括冈崎片段加工、端粒稳态和解旋G-四链体(G-quadruplex, G4)结构。Pif1在维持基因组稳定性方面起着多种作用，并且优先解开分叉状dsDNA，然而Pif1解旋分叉状dsDNA的分子机制尚不清楚。本研究，我们成功解析了拟杆菌BacteroidesspPif1(BaPif1)与对称双分叉dsDNA复合物的晶体结构。我们发现dsDNA每个分叉结构的单链部分都结合两个相互作用的BaPif1分子，且分别与5’臂和3’ss/dsDNA分叉区域互作。两个BaPif1分子均具有解旋酶活性，它们之间的相互作用可能调节其解旋酶活性。该结构揭示的重要特征可以将BaPif1与任何其他已知的SF1和SF2解旋酶区分开来。首先，一个BaPif1分子结合到分叉状dsDNA的5’臂并打开第一个碱基对，开始进行解旋，另一个BaPif1分子结合到分叉状dsDNA的3’臂，起稳定断裂碱基对的作用；其次，结合在3’臂上的BaPif1可阻止追踪链与移位链重新退火成双链；随后，两个BaPif1分子之间产生静电作用，这种相互作用可能使两个BaPif1分子互相调节其解旋酶活性。动力学方法(Kinetics)和单分子荧光共振能量转移(sm-FRET)方法进一步证明该观点。综上所述，我们的晶体结构与动力学和sm-FRET数据相结合，使我们对BaPif1解旋分叉dsDNA的分子机制有了更深入的了解。本文提出的结论不仅证实了先前的生化实验结果，而且为进一步阐明Pif1解旋酶解旋RNA/DNA杂合体和G4DNA的机制提供了线索。
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