2024年11月22日,高宁课题组在The EMBO Journal发表了题为“PCNA结合的FEN1与RNaseH2介导冈崎片段成熟的结构解析”(Structural insight into Okazaki fragment maturation mediated by PCNA-bound FEN1 and RNaseH2)的研究论文,对含有PCNA的内源相关复合物进行结构研究,获得了两组PCNA复合物(PCNA-FEN1、PCNA-FEN1-RNaseH2)的结构,为理解冈崎片段成熟的后期步骤提供了一系列的结构快照。
课题组以PCNA作为诱饵蛋白,首先建立了一套从染色质中快速纯化PCNA内源复合物的方法,得到了一系列含有PCNA且参与DNA复制、核小体组装、DNA修复等过程的内源复合物。结合冷冻电镜单颗粒三维重构技术解析了两套复合物PCNA-FEN1与PCNA-FEN1-RNaseH2不同状态的三维结构。之前的模型认为同时结合PCNA的蛋白是按照顺序发挥功能。与之前的模型不同,在PCNA-FEN1-RNaseH2复合物结构中,FEN1与RNaseH2稳定结合同一个DNA底物,RNaseH2可能通过对底物DNA的构象调控来促进FEN1的酶切效率(图1)。这表明细胞内同时结合PCNA的不同蛋白因子间可能会对它们酶促反应动力学进行互相调控。RNaseH2除了作为RNA核酸酶参与冈崎片段引物RNA的去除外,本研究发现了RNaseH2的另一个可能的新功能,即以不依赖于核酸酶活性的形式作为双链DNA结合蛋白来调节FEN1的5'-flap DNA酶切功能。
图1.RNaseH2在冈崎片段成熟过程中发挥作用的模型
EMBO J. (2024) 44: 484-504. https://doi.org/10.1038/s44318-024-00296-x