ヘテロダイマー型IIS制限エンドヌクレアーゼRBSPD6iの構造分析モノマー部位固有のニッカーゼと触媒サブユニットの間の複合体として作用する

バチルス種D6のヘテロダイマー制限エンドヌクレアーゼR.BSPD6Iは、疑似対称シーケンスを認識し、認識シーケンスの外側の両方のDNA鎖をカットします。大きなサブユニットであるNT.BSPD6Iは、IISサイト固有のモノマーの型ニッキングエンドヌクレアーゼとして機能します。孤立した小さなサブユニットであるSs.BSPD6Iは、DNAに結合せず、触媒的に活性ではありません。NT.BSPD6IおよびSS.BSPD6Iの結晶構造を高解像度で解決しました。NT.BSPD6Iは3つのドメインで構成されており、そのうち2つはFokiの認識および切断ドメインと構造的な類似性を示します。Ss.BSPD6Iは、NT.BSPD6Iの切断ドメインのそれと同様の倍数を持ち、それぞれにPD-（D/E）XKモチーフとヒスチジンが追加の推定触媒残基として含まれています。切断ドメインがDNAから離れて回転するDNA結合FoKI構造とは対照的に、NT.BSPD6Iの結晶構造は、DNAとの相互作用のために有利な方向で認識と切断ドメインを示しています。NT.BSPD6IおよびR.BSPD6Iの複合体のドッキングモデルは、Foki、R.Bpuji、Hindiiiの個々のドメインとの構造的類似性に基づいて構築されました。NT.BSPD6Iのドメイン間リンカーを形成する3つのヘリックスバンドルは、空間的に分離されたドメインの方向を調整して、認識部位と切断部位の間の距離を正確に一致させる剛性スペーサーとして機能します。

The heterodimeric restriction endonuclease R.BspD6I from Bacillus species D6 recognizes a pseudosymmetric sequence and cuts both DNA strands outside the recognition sequence. The large subunit, Nt.BspD6I, acts as a type IIS site-specific monomeric nicking endonuclease. The isolated small subunit, ss.BspD6I, does not bind DNA and is not catalytically active. We solved the crystal structures of Nt.BspD6I and ss.BspD6I at high resolution. Nt.BspD6I consists of three domains, two of which exhibit structural similarity to the recognition and cleavage domains of FokI. ss.BspD6I has a fold similar to that of the cleavage domain of Nt.BspD6I, each containing a PD-(D/E)XK motif and a histidine as an additional putative catalytic residue. In contrast to the DNA-bound FokI structure, in which the cleavage domain is rotated away from the DNA, the crystal structure of Nt.BspD6I shows the recognition and cleavage domains in favorable orientations for interactions with DNA. Docking models of complexes of Nt.BspD6I and R.BspD6I with cognate DNA were constructed on the basis of structural similarity to individual domains of FokI, R.BpuJI and HindIII. A three-helix bundle forming an interdomain linker in Nt.BspD6I acts as a rigid spacer adjusting the orientations of the spatially separated domains to match the distance between the recognition and cleavage sites accurately.