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文章背景简介  

BACKGROUND INTRODUCTION

在所有生命系统中，单链DNA结合蛋白（SSB）是必不可少的，并且参与基因组的维护。原核生物具有结构保守的SSB蛋白，与ssDNA形成核蛋白丝，以保护其免受退火和有害化学的损伤。此外，SSB通过蛋白－蛋白相互作用还可以将必需的DNA代谢酶招募到作用位点。在大肠杆菌中，SSB的功能单元由四个寡核苷酸／寡糖结合（OB）折叠，组装成一个保守的三维（3D）结构。重要的是，绝大多数细菌编码至少一种SSB变体，其中OB折叠后面有一个“尾部”区域，可以细分为固有无序连接（IDL）区和C端肽（CTP，C端9个氨基酸）区。SSB的IDL是少数已知的具有普遍保守倾向的结构紊乱蛋白区域；但是CTP的长度和氨基酸组成并不保守，相比之下，CTP的序列在细菌中高度保守。

在过去的几年里，许多真核和病毒蛋白被证明能形成动态液体凝聚物，称为无膜细胞器，在正常的细胞生理和应激耐受性中发挥着重要作用。这些凝聚物包括核仁、应激颗粒、P小体、神经元颗粒和异染色质，它们通过液－液相分离（LLPS）形成，由多价弱蛋白－蛋白或蛋白－核酸相互作用驱动，主要由蛋白质的固有无序区域（IDRs）介导。驱动相分离的蛋白质及其特定的相互作用物质高度集中在凝聚物中，而凝聚物的含量也可以通过相界与周围环境进行动态交换。

SSB的模块化结构、与多个结合蛋白相互作用的能力、IDL区域、保守的短线性CTP基序、以及在基因组修复过程中的重要作用，都促使科研工作者提出了一个假设：SSB可能通过LLPS驱动液体凝聚物的形成。

2020年10月匈牙利罗兰大学Gábor M． Harami等研究人员在《PNAS》（综合性期刊1区，IF＝11．205）发表了题为“Phase separation by ssDNA binding protein controlled via protein?protein and protein?DNA interactions”的文章。本文报道了一种细胞如何动员DNA修复蛋白及时响应基因组应激并启动DNA修复单链DNA的分子机制。作者发现：SSB作为基因组代谢的核心参与者可以在生理条件下进行动态相分离。SSB凝聚物能够储存各种各样的与SSB相互作用的DNA修复蛋白。在基因组受损期间，SSB和与SSB相互作用的蛋白可以快速动员到DNA损伤位点。

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所用到的主要方法

METHODS  

1． LLPS生物信息学分析（PIR、PLAAC、CatGranule）

2． 荧光各向异性测定

3． 浊度测量

4． 电泳迁移率测定

5． 离心法浓度测定

6． 荧光实验中的图像处理和粒子分析

7． 荧光漂白恢复实验（FRAP）

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文章主要内容摘要

ABSTRACT

细菌单链（ss）DNA结合蛋白（SSB）对于基因组的复制和维持至关重要。SSBs序列包括一个保守的ssDNA结合域，一个不太保守的固有无序连接子（IDL）和一个高度保守的C－末端肽基序（CTP）。本文中，作者发现大肠杆菌SSB蛋白通过蛋白质所有结构域的多方面相互作用，形成液－液相分离凝聚物。SSB、ssDNA和SSB相互作用分子在凝聚物中高度集中，而相分离总体上是由SSB和ssDNA的化学计量学调控的。结合最近亚细胞SSB定位模式的结果，作者指出了一种保守机制：通过这种机制，细胞储存了SSB和SSB相互作用的蛋白库。动态相分离使这个蛋白库能够快速动员，并保护暴露的ssDNA以及修复受DNA损伤影响的基因组位点。

       原文标题 : 通过蛋白与蛋白、蛋白与DNA相互作用控制ssDNA结合蛋白的相分离