青岛农业大学农学与植物保护学院梁文星团队成员黄金光博士与中国农业大学彭友良教授、刘俊峰教授课题组利用结构生物学方法发现了稻瘟病菌转录因子PCG2与MCB-DNA结合的精细机制;稻瘟病菌通用转录因子MoSub1与单链DNA结合的新模式。
研究论文“Structural basis of DNA recognition by PCG2 reveals a novel DNA binding mode for winged helix-turn-helix domains”(doi:10.1093/nar/gku1351)、“Substitution of tryptophan 89 with tyrosine switches the DNA binding mode of PC4”(DOI:10.1038/srep08789)分别发表在国际重要期刊 《Nucleic Acids Research》(影响因子为8.808)及《Scientific Report》(影响因子为5.078)。
研究发现PCG2蛋白分子Helix-A,Helix-B,wing和20-loop等四个二级结构参与了和DNA一条链的结合,其中Helix-B和wing结合DNA的大沟、小沟,而Helix-A,20-loop不与DNA特异性结合。wing与DNA碱基相互作用,在DNA识别中也发挥了主要作用。wing中的2个谷氨酰胺残基Q82和Q89分别与位于小沟的DNA第8/9碱基dGdC(5’-CAATGACGCGTAG-3’)通过氢键相互作用。PCG2与MBP1家族蛋白同源,PCG2与MCB-DNA独特的结合模式也证明了MBP1家族蛋白wHTH功能。该研究结果是稻瘟病菌第一个APSES类转录因子蛋白晶体结构报道,对于该类转录因子调控机制研究具有重要意义。另外,研究发现MoSub1 N端第74位络氨酸不仅是单链DNA(19TG)结合的关键氨基酸,其与1个核苷酸(T)互作,而且形成了区别于人类同源蛋白PC4不同的DNA结合新模式。
该研究得到了国家973计划项目(粮食作物重大病害控制的基础研究,2012-2016,编号:2012CB114000)及国家自然科学基金(稻瘟病菌转录因子MoPCG2p的晶体结构解析,2012-2015,编号:31171800)的资助。