近日北京大学化学与分子工程学院和多伦多大学的研究人员在国际著名期刊《美国科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“Structural basis for recognition of AT-rich DNA by unrelated xenogeneic silencing proteins”的研究
论文，解析了原核细胞中的H-NS 和 Lsr2蛋白特异性靶向识别外源DNA序列AT富集区的结构机制。
来自北京大学化学与分子工程学院的夏斌教授及多伦多大学分子
遗传与
微生物系刘军教授为这一论文的共同通讯作者。夏斌教授早年毕业于北京大学生物系，现任北京大学生命科学学院及化学与分子工程学院教授，北京核磁共振中心主任兼首席科学家。近年主要的研究方向是利用核磁共振（NMR）技术，结合其他生物化学及分子生物学手段，研究生物大分子结构及相互作用，以期理解其结构-功能关系，揭示作用的分子机理。
Lsr2是一种在分枝杆菌中普遍存在并高度保守的组蛋白样DNA结合蛋白，对于基因表达具有广泛的调控作用。过去的研究表明Lsr2偏好性地与DNA序列AT富集区结合而改变其构象，并通过Lsr2蛋白单体之间的聚合是DNA呈现环状，从而抑制基因的表达。由于分枝杆菌DNA的高GC含量，Lsr2的基因表达抑制作用更倾向于外源DNA。
Lsr2的发现及部分功能的揭示很大程度上依赖于另一个同功蛋白H-NS的类比。H-NS是一个广泛存在于大肠杆菌等革兰氏阴性菌中的DNA结合蛋白，其高级结构与功能表现出与Lsr2极大的相似性，然而二者在DNA和蛋白质一级结构水平的同源性却很低。一直以来研究人员对于这两个异源基因沉默子特异性识别DNA序列AT富集区的机制仍不是很清楚。
在这篇文章中，研究人员利用高分辨率蛋白质结合微点阵技术分析了H-NS、 Lsr2蛋白与DNA序列的结合偏性，并利用磁共振技术对两种蛋白C-末端DNA结合域的结构-功能关系进行了详细地分析。研究人员意外地发现H-NS与 Lsr2显示了相同的DNA结合机制，即通过一个包含“Q/RGR”基序的短环与对AT富集序列具有高亲和力的DNA小沟（minor groove）相互作用。研究人员证实当“Q/RGR”基序突变时可导致H-NS与 Lsr2蛋白DNA结合活性丧失。
新研究发现揭示了H-NS与 Lsr2蛋白特异性识别外源DNA序列AT富集区的的结构机制，从而为进一步了解原核细胞对抗外源DNA入侵的机制提供了有力的研究数据。
（生物通：何嫱）
作者：
2011-7-3