Class-II AP-endonuclease (XthA) and NAD+-dependent DNA ligase (LigA) are involved in initial and terminal stages of bacterial DNA base excision repair (BER), respectively. XthA acts on abasic sites of damaged DNA to create nicks with 3'OH and 5'-deoxyribose phosphate (5'-dRP) moieties. Co-immunoprecipitation using mycobacterial cell-lysate, identified MtbLigA-MtbXthA complex formation. Pull-down experiments using purified wild-type, and domain-deleted MtbLigA mutants show that LigA-XthA interactions are mediated by the BRCT-domain of LigA. Small-Angle-X-ray scattering, 15N/1H-HSQC chemical shift perturbation experiments and mutational analysis identified the BRCT-domain region that interacts with a novel 104DGQPSWSGKP113 motif on XthA for complex-formation. Isothermal-titration calorimetry experiments show that a synthetic peptide with this sequence interacts with MtbLigA and disrupts XthA-LigA interactions. In vitro assays involving DNA substrate and product analogs show that LigA can efficiently reseal 3'OH and 5'dRP DNA termini created by XthA at abasic sites. Assays and SAXS experiments performed in the presence and absence of DNA, show that XthA inhibits LigA by specifically engaging with the latter's BRCT-domain to prevent it from encircling substrate DNA. Overall, the study suggests a coordinating function for XthA whereby it engages initially with LigA to prevent the undesirable consequences of futile cleavage and ligation cycles that might derail bacterial BER.

中文翻译：

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结核分枝杆菌II类嘌呤/嘧啶内切核酸酶/ 3'-5'核酸外切酶（XthA）与NAD +依赖的DNA连接酶A（LigA）结合，以对抗碱基切除修复中的无效切割和连接循环。

II类AP核酸内切酶（XthA）和NAD +依赖性DNA连接酶（LigA）分别参与细菌DNA碱基切除修复（BER）的初始阶段和结束阶段。XthA作用于受损DNA的无碱基位置，从而形成带有3'OH和5'-脱氧核糖磷酸（5'-dRP）部分的缺口。使用分枝杆菌细胞裂解物的共免疫沉淀法，确定了MtbLigA-MtbXthA复合物的形成。使用纯化的野生型和结构域缺失的MtbLigA突变体进行的下拉实验表明，LigA-XthA相互作用是由LigA的BRCT结构域介导的。小角X射线散射，15N / 1H-HSQC化学位移扰动实验和突变分析确定了BRCT结构域区域，该区域与XthA上的新型104DGQPSWSGKPP113相互作用，形成复杂的结构。等温滴定量热法实验表明，具有该序列的合成肽与MtbLigA相互作用并破坏XthA-LigA相互作用。涉及DNA底物和产物类似物的体外试验表明，LigA可以有效地重新密封XthA在无碱基位点产生的3'OH和5'dRP DNA末端。在存在和不存在DNA的情况下进行的测定和SAXS实验表明，XthA通过与LigA的BRCT结构域特异性结合来阻止LigA阻止其环绕底物DNA，从而抑制了LigA。总体而言，该研究提出了XthA的协调功能，该功能首先使其与LigA结合，以防止可能导致细菌BER脱轨的无效切割和连接循环的不良后果。涉及DNA底物和产物类似物的体外试验表明，LigA可以有效地重新密封XthA在无碱基位点产生的3'OH和5'dRP DNA末端。在存在和不存在DNA的情况下进行的测定和SAXS实验表明，XthA通过与LigA的BRCT结构域特异性结合来阻止LigA阻止其环绕底物DNA，从而抑制了LigA。总体而言，该研究提出了XthA的协调功能，该功能首先使其与LigA结合，以防止可能导致细菌BER脱轨的无效切割和连接循环的不良后果。涉及DNA底物和产物类似物的体外试验表明，LigA可以有效地重新密封XthA在无碱基位点产生的3'OH和5'dRP DNA末端。在存在和不存在DNA的情况下进行的测定和SAXS实验表明，XthA通过与LigA的BRCT结构域特异性结合来阻止LigA阻止其环绕底物DNA，从而抑制了LigA。总体而言，该研究提出了XthA的协调功能，该功能首先使其与LigA结合，以防止可能导致细菌BER脱轨的无效切割和连接循环的不良后果。的BRCT结构域，以防止其环绕底物DNA。总体而言，该研究提出了XthA的协调功能，该功能首先使其与LigA结合，以防止可能导致细菌BER脱轨的无效切割和连接循环的不良后果。的BRCT结构域，以防止其环绕底物DNA。总体而言，该研究提出了XthA的协调功能，该功能首先使其与LigA结合，以防止可能导致细菌BER脱轨的无效切割和连接循环的不良后果。