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New Insights Into DNA Repair Revealed by NucS Endonucleases From Hyperthermophilic Archaea.
Frontiers in Microbiology ( IF 5.2 ) Pub Date : 2020-05-18 , DOI: 10.3389/fmicb.2020.01263
Likui Zhang 1, 2 , Donghao Jiang 1 , Mai Wu 1 , Zhihui Yang 3 , Philippe M Oger 4
Affiliation  

Hyperthermophilic Archaea (HA) thrive in high temperature environments and their genome is facing severe stability challenge due to the increased DNA damage levels caused by high temperature. Surprisingly, HA display spontaneous mutation frequencies similar to mesophilic microorganisms, thereby indicating that the former must possess more efficient DNA repair systems than the latter to counteract the potentially enhanced mutation rates under the harsher environment. Although a few repair proteins or enzymes from HA have been biochemically and structurally characterized, the molecular mechanisms of DNA repair of HA remain largely unknown. Genomic analyses of HA revealed that they lack MutS/MutL homologues of the mismatch repair (MMR) pathway and the recognition proteins of the nucleotide excision repair (NER) pathway. Endonucleases play an essential role in DNA repair. NucS endonuclease, a novel endonuclease recently identified in some HA and bacteria, has been shown to act on branched, mismatched, and deaminated DNA, suggesting that this endonuclease is a multifunctional enzyme involved in NER, MMR, and deaminated base repair in a non-canonical manner. However, the catalytic mechanism and the physiological function of NucS endonucleases from HA need to be further clarified to determine how they participate in the different DNA repair pathways in cells from HA. In this review, we focus on recent advances in our understanding of the function of NucS endonucleases from HA in NER, MMR, and deaminated DNA repair, and propose directions for future studies of the NucS family of endonucleases.



中文翻译:

NucS内切核酸酶从超嗜热古细菌中揭示的DNA修复新见解。

嗜热古细菌(HA)在高温环境中壮成长,由于高温导致DNA损伤水平增加,其基因组面临严峻的稳定性挑战。出乎意料的是,HA显示出与嗜温微生物相似的自发突变频率,从而表明前者必须具有比后者更有效的DNA修复系统,以抵消在更恶劣的环境下可能提高的突变率。尽管已经从生物化学和结构上表征了HA的一些修复蛋白或酶,但是HA的DNA修复的分子机制仍然是未知的。HA的基因组分析表明,它们缺少错配修复(MMR)途径的MutS / MutL同源物和核苷酸切除修复(NER)途径的识别蛋白。核酸内切酶在DNA修复中起重要作用。NucS内切核酸酶是最近在一些HA和细菌中鉴定出的一种新型内切核酸酶,已被证明可作用于分支,错配和脱氨基的DNA,这表明该内切核酸酶是一种涉及NER,MMR和脱氨基碱基修复的多功能酶。规范的方式。然而,来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能需要进一步阐明,以确定它们如何参与来自HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。最近在某些HA和细菌中发现的一种新型内切核酸酶已显示出对支链,错配和脱氨基DNA的作用,表明该内切核酸酶是一种以非规范方式参与NER,MMR和脱氨基碱基修复的多功能酶。然而,来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能需要进一步阐明,以确定它们如何参与来自HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。最近在某些HA和细菌中发现的一种新型内切核酸酶已显示出对支链,错配和脱氨基DNA的作用,表明该内切核酸酶是一种以非规范方式参与NER,MMR和脱氨基碱基修复的多功能酶。然而,来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能需要进一步阐明,以确定它们如何参与来自HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。提示该核酸内切酶是一种以非规范方式参与NER,MMR和脱氨基碱基修复的多功能酶。然而,来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能需要进一步阐明,以确定它们如何参与来自HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。这表明该核酸内切酶是一种以非规范方式参与NER,MMR和脱氨基碱基修复的多功能酶。然而,来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能需要进一步阐明,以确定它们如何参与来自HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。需要进一步阐明来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能,以确定它们如何参与HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提供了方向。需要进一步阐明来自HA的NucS核酸内切酶的催化机制和生理功能,以确定它们如何参与HA的细胞中不同的DNA修复途径。在这篇综述中,我们集中于我们对来自HA在NER,MMR和脱氨基DNA修复中的NucS内切核酸酶功能的了解的最新进展,并为NucS内切核酸酶家族的未来研究提出了方向。

更新日期:2020-07-02
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