DciA内在性障害領域の構造アンサンブルと生物学的活性

Structural ensemble and biological activity of DciA intrinsically disordered region.

• Maud Chan-Yao-Chong
• Stéphanie Marsin
• Sophie Quevillon-Cheruel
• Dominique Durand
• Tâp Ha-Duong

抄録

DciAは、新たに発見された細菌のタンパク質で、染色体複製の開始段階で複製ヘリカーゼDnaBをDNAに装填することに関与しています。DciAの立体構造は、Kホモロジードメインに似た折り曲げられたN末端ドメイン（残基1-111）と、長い乱れたC末端尾部（残基112-157）から構成されており、構造活性の関係は明らかにされていませんでした。本研究では、表面プラズモン共鳴（SPR）と等温滴定マイクロカロリメトリ（ITC）を用いて、ビブリオコレラ菌DciAの無秩序領域がDnaBをDNAに負荷するために重要であることを明らかにした。次に、円形二色性(CD)、小角X線散乱(SAXS)、分子動力学(MD)シミュレーションを組み合わせて、全長タンパク質の構造アンサンブルの特徴を明らかにした。MDシミュレーションで得られた原子レベルの構造アンサンブルは、SAXSデータと非常によく一致している。二次構造を持たないC末端尾部の初期構造から、我々のシミュレーションにより、このセグメントにいくつかの過渡的ならせん構造が明らかになった。

DciA is a newly discovered bacterial protein involved in loading the replicative helicase DnaB onto DNA at the initiation step of chromosome replication. Its three-dimensional structure is composed of a folded N-terminal domain (residues 1-111) resembling K Homology domains and a long disordered C-terminal tail (residues 112-157) which structure-activity relationship remains to be elucidated. In the present study on Vibrio cholerae DciA, we emphasize the importance of its disordered region to load DnaB onto DNA using surface plasmon resonance (SPR) and isothermal titration microcalorimetry (ITC). Then we characterize the conformational ensemble of the full-length protein using a combination of circular dichroism (CD), small angle X-ray scattering (SAXS), and molecular dynamics (MD) simulations. The atomic-level structural ensemble generated by MD simulations is in very good agreement with SAXS data. From initial conformations of the C-terminal tail without any secondary structure, our simulations bring to light several transient helical structures in this segment, which might be molecular recognition features (MoRFs) for the binding to DnaB and its recruitment and loading onto DNA.

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