鲫鱼PKR-like(PKZ)Zα能将含GC片段的B-DNA翻转为Z-DNA

摘要

PKZ是一个eIF2α,激酶家族新成员,它的C-端为eIF2α激酶催化结构域,N-端为Z-DNA结合域(Zα)。Zα由2个亚结构域组成,分别为Zα1和Zα2,其功能尚不清楚。
　　 为了研究Zα的功能,包括Zα的结合翻转DNA的偏好性及寡聚DNA长度与形成Z-DNA的关系,以及Zα中一些重要氨基酸位点对翻转的贡献和影响。我们首先合成了Oligo DNA。同时表达Zα及其9个点突变体和2个置换型多肽。我们用圆二色谱研究了鲫鱼Zα与寡聚DNA的相互作用,发现(1)发夹片段长度太短不利于形成Z-型构象。(2)与Z1αZα2有明显反应的发夹为Hairpin4。(3)Zα1Za2与含有GC片段的Oligo DNA有明显相互作用,而不能与含有TA片段的DNA反应。另外,Zα1Zα2也很难和Primer反应。(4)Zα1Zα1可将Hairpin6翻转成Z-DNA,而替换型Zα2Zα2几乎丧失了翻转活性。
　　 另外,我们还考察了9个氨基酸位点对于翻转功能的重要性,发现N38A、Y42A、P57A和P58A位点突变为丙氨酸时,蛋白质几乎失去翻转功能,说明这些位点应该直接参与了多肽-DNA相互作用及后续的翻转。而S35A和K56A位点突变为丙氨酸仍保有部分翻转活性,表明这2个位点对多肽-DNA相互作用及翻转成Z-型DNA贡献不大或者不那么重要。此外我们还有意外一个的发现:用K34A、R39A、W60A滴定Hairpin6的光谱与野生型迥然不同,这可能预示翻转的方向与野生型的相反,W60A为什么具有这种有趣的情况有待后续实验的进一步研究。