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Helicases are molecular motors that couple the energy of nucleoside triphosphate (NTP) hydrolysis to the unwinding and remodeling of structured DNA or RNA. The conversion of energy derived from NTP hydrolysis into unwinding of double-stranded nucleic acids is coordinated by seven sequence motifs (I, Ia, II, III, IV, V, and VI). The Q motif, consisting of an invariant glutamine (Q) residue, has been identified in some, but not all helicases. Compared with the seven well-recognized conserved helicase motifs, the role of the Q motif is not well known. Mutations in the human ChlR1 (DDX11) gene are associated with Warsaw Breakage Syndrome characterized by cellular defects in genome maintenance. ChlR1 is known to play essential roles to preserve genomic stability, particularly in sister chromatid cohesion. To examine the roles of the Q motif in the ChlR1 helicase, we performed site directed mutagenesis of glutamine to alanine at residue 23 in the Q motif of ChlR1. ChlR1 recombinant wild type (WT) and mutant (Q23A) proteins were overexpressed and purified from HEK293T cells. The ChlR1-Q23A mutant abolished the helicase activity of ChlR1, and displayed reduced DNA binding ability. The mutant showed impaired ATPase activity but displayed normal ATP binding. The Q motif in FANCJ helicase, a ChlR1 homolog, regulates FANCJ’s dimerization, while our size exclusion chromatography (SEC) indicated that the ChlR1 protein functions as a monomer. A thermal shift assay revealed that ChlR1-Q23A has a similar melting point as ChlR1-WT. Partial proteolysis mapping demonstrated that ChlR1-WT and Q23A have similar globular structures, although there are some subtle conformational differences between these two proteins. Taken together, our results suggest that the Q motif in ChlR1 helicase is involved in DNA binding but not in ATP binding.

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Universiẗat, Diss., 2005--Würzburg.

BACKGROUND: A method to increase accuracy and ease-of-use, while decreasing time and cost in deoxyribonucleic acid (DNA) sequence identification, is sought after. Helicase, which unwinds DNA, and avidin, which strongly attracts biotin for potential attraction of biotinylated DNA segments, were investigated for use in a novel DNA sequencing method. AIM: This study aimed to (1) purify bacteriophage T7 gene product 4 helicase and helicase-avidin fusion protein in a bacterial host and (2) characterize their functionality. METHODS: Helicase and helicase-avidin were cloned for purification from bacteria. Helicase-avidin was solubilised via urea denaturation/renaturation. DNA and biotin binding were assessed using Electrophoretic Mobility Shift Assays and biotinylated resins, respectively. RESULTS: (1) Helicase and helicase-avidin proteins were successfully purified. (2) Helicase protein was able to bind DNA and avidin protein strongly bound biotin. CONCLUSION: Helicase and helicase-avidin can be purified in a functional form from a bacterial host, thus supporting further investigation for DNA sequencing purposes.

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Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2767_1.pdf: 3278547 bytes, checksum: 342792bf691adceb52843f94ed03bb66 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / A infecção pelo papillomavirus humano (HPV) é o principal agente causal para o desenvolvimento de câncer de colo uterino que é a segunda causa de morte por câncer em mulheres no mundo e o segundo tipo de câncer mais frequente em mulheres na faixa etária de 15 a 44 anos. Além disso, é cada vez mais frequente a infecção por HPV em diferentes locais do corpo humano ocasionando tanto lesões malignas quanto benignas. Dada à importância clínica na saúde pública mundial desta infecção, têm surgido esforços da comunidade científica a fim de desenvolver fármacos que possam inibir e/ou impedir a infecção desse vírus. Neste sentido, a proteína E1 é uma das proteínas virais que têm sido investigadas como um alvo potencial para o desenvolvimento destes fármacos, já que a mesma é uma DNA helicase que participa do processo de replicação viral. O potencial de derivados do ácido bifenilsulfonacético na inibição da atividade ATPase de E1 foi verificado em estudos anteriores. O derivado n° 9 teve maior eficácia na inibição da atividade ATPase da E1 helicase de HPV6 do que na E1 helicase de HPV11. Como não foi encontrado nenhum outro sítio de ligação além do sítio ATPase na E1 de HPV18, esta diferença de inibição observada entre os HPVs estudados foi atribuída a ligação do derivado n° 9 ao aminoácido Y486 de HPV6 que resulta uma mudança conformacional no sítio ATPase e consequentemente impede a ligação do ATP. Assim, o objetivo deste trabalho foi utilizar o docking e a dinâmica molecular a fim de compreender o modo de ligação do derivado nº 9 do ácido bifenilsulfonacético na E1 helicase de HPV, além de determinar a influência dos resíduos de aminoácidos localizados no sítio ATPase na afinidade com o inibidor. Os resultados mostraram que o derivado nº 9 do ácido bifenilsulfonacético e o ATP competem pelo mesmo sítio de ligação e, além disso, as mobilidades observadas no P-loop e nos resíduos de aminoácidos A486, K490, S491 e Y492 do sítio ATPase podem determinar a diferença de afinidade do complexo proteína-inibidor

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