DNA電荷輸送による細菌フェリチンDPSによるDNA保護

DNAは、酸化ストレスからDNAを保護する細菌ミニフェリチンであるDPSタンパク質は、病原性細菌の生存と病原性に関係しています。ここでは、DNAの大腸菌DPS保護のメカニズムを調べます。具体的には、このDNA結合タンパク質が塩基対πスタックを介してDNA電荷輸送を利用して、ゲノムを遠くから保護できるかどうかを調べます。インターカレーティングルテニウム光酸化剤を使用して、DNAの最低潜在部位であるグアニンリピートに局在するDNA損傷を生成しました。APO-DPSおよび鉄充填DPSとは対照的に、鉄鉄をロードしたDPSは、酸化DNA損傷の収率を大幅に減衰させることがわかります。これらのデータは、鉄充填DPSが選択的に酸化され、グアニンラジカルホールを満たし、それによりDNAの完全性を回復することを示しています。発光研究では、ルテニウム光酸化剤とDPSの間に直接的な相互作用がないことを示しており、鉄充填DPのDNAを介した酸化をサポートしています。したがって、DNA電荷輸送は、DPSが遠くから病原性細菌のゲノムを効率的に保護するメカニズムである可能性があります。

Dps proteins, bacterial mini-ferritins that protect DNA from oxidative stress, are implicated in the survival and virulence of pathogenic bacteria. Here we examine the mechanism of E. coli Dps protection of DNA, specifically whether this DNA-binding protein can utilize DNA charge transport through the base pair π-stack to protect the genome from a distance. An intercalating ruthenium photooxidant was employed to generate DNA damage localized to guanine repeats, the sites of lowest potential in DNA. We find that Dps loaded with ferrous iron, in contrast to Apo-Dps and ferric iron-loaded Dps, significantly attenuates the yield of oxidative DNA damage. These data demonstrate that ferrous iron-loaded Dps is selectively oxidized to fill guanine radical holes, thereby restoring the integrity of the DNA. Luminescence studies indicate no direct interaction between the ruthenium photooxidant and Dps, supporting the DNA-mediated oxidation of ferrous iron-loaded Dps. Thus DNA charge transport may be a mechanism by which Dps efficiently protects the genome of pathogenic bacteria from a distance.