酵母MLH1およびPMS1によるDNA結合：DNAミスマッチ修復への影響

ミスマッチ修復（MMR）に必要な酵母MLH1-PMS1ヘテロダイマーはDNAに結合します。ここでは、DNA結合をMLH1およびPMS1のN末端フラグメントにマッピングします。MLH1およびPMS1 N末端ドメイン（NTD）は、二量体化がなく、異なる親和性を持つ二本鎖および一本鎖DNAに独立して結合することを実証します。ホモダイマー化できるフルレングスMLH1pのみがDNAに結合します。MLH1に保存された正に帯電したアミノ酸を置換すると、MMRの減少に特徴的な半数体酵母株に変異体の表現型が生成されます。これらの置換は、MLH1 NTDによるDNA結合を大幅に削減し、それほどではないが、完全長MLH1およびMLH1-PMS1ヘテロダイマーによるDNA結合も減少させます。相同のPMS1残基の置換は、突然変異速度にはるかに少ない効果があり、DNA結合を減少させません。結果は、酵母MLH1およびPMS1のNTDに独立したDNA結合部位が含まれており、MLH1PのC末端領域もDNA結合に寄与する可能性があることを示唆しています。ここで観察された微分変異体効果と結合特性は、MLH1とPMS1がDNAとの相互作用が異なることをさらに示唆しています。最後に、結果は、MLH1によるDNA結合がMMRにとって重要であるという仮説と一致しています。

The yeast Mlh1-Pms1 heterodimer required for mismatch repair (MMR) binds to DNA. Here we map DNA binding to N-terminal fragments of Mlh1 and Pms1. We demonstrate that Mlh1 and Pms1 N-terminal domains (NTDs) independently bind to double-stranded and single-stranded DNA, in the absence of dimerization and with different affinities. Full-length Mlh1p alone, which can homodimerize, also binds to DNA. Substituting conserved positively charged amino acids in Mlh1 produces mutator phenotypes in a haploid yeast strain characteristic of reduced MMR. These substitutions strongly reduce DNA binding by the Mlh1 NTD and, to a lesser extent, they also reduce DNA binding by full-length Mlh1 and the Mlh1-Pms1 heterodimer. Replacement of a homologous Pms1 residue has a much smaller effect on mutation rate and does not reduce DNA binding. The results demonstrate that NTDs of yeast Mlh1 and Pms1 contain independent DNA binding sites and they suggest that the C-terminal region of Mlh1p may also contribute to DNA binding. The differential mutator effects and binding properties observed here further suggest that Mlh1 and Pms1 differ in their interactions with DNA. Finally, the results are consistent with the hypothesis that DNA binding by Mlh1 is important for MMR.