真核生物FANCJ-like蛋白的结构与进化

Structure and evolution of the eukaryotic FANCJ-like proteins

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摘要FANCJ-like蛋白是一类ATP依赖的5′-3′DNA解旋酶，参与DNA损伤修复、同源重组及G4-DNA拆解，在基因组稳定性维持过程中发挥重要功能。文章系统分析了47种真核生物的FANCJ-like蛋白，对其序列结构特征及起源进化进行了深入探讨。真核生物FANCJ-like蛋白包含4类成员——XPD、CHL1、RTEL1和FANCJ，但在真菌的一些世系及昆虫中存在严重缺失现象，如接合菌门(Zygomycota)缺失了 RTEL1，担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)缺失了 RTEL1和 FANCJ，双翅目昆虫缺失了 FANCJ。FANCJ-like 蛋白不仅包含经典解旋酶共有HD1和HD2结构域，而且在HD1结构域中插入了自身特有的Fe-S、Arch和Extra-D结构域。Fe-S和Arch结构域在4类成员中较保守，Extra-D结构域在XPD中不存在，在其他3类成员中也各不相同。在FANCJ-like蛋白的Fe-S、Arch和Extra-D结构域中分别发现了7个、10个和2个特有模体；除了已报道的保守模体外，HD1和HD2中分别发现了5个和12个特有模体。从这些特有模体的组成和排布来看， RTEL1和FANCJ最为相近，它们在HD2区包含两个独有模体Vb2和Vc，可能与其G4-DNA解旋活性相关。进化方面的证据表明，FANCJ-like蛋白起源于一种HD1区插入了Fe-S和Arch结构域的DNA解旋酶，在多细胞真核生物出现之前，该蛋白通过3次复制事件和随后的特异化过程，依次形成了目前真核生物所包含的4类FANCJ-like蛋白。