Dynamic effects of cofactors and DNA on the oligomeric state of human mitochondrial DNA helicase

We examined the effects of cofactors and DNA on the stability, oligomeric state and conformation of the human mitochondrial DNA helicase. We demonstrate that low salt conditions result in protein aggregation that may cause dissociation of oligomeric structure. The low salt sensitivity of the mitochondrial DNA helicase is mitigated by the presence of magnesium, nucleotide, and increased temperature. Electron microscopic and glutaraldehyde cross-linking analyses provide the first evidence of a heptameric oligomer and its interconversion from a hexameric form. Limited proteolysis by trypsin shows that binding of nucleoside triphosphate produces a conformational change that is distinct from the conformation observed in the presence of nucleoside diphosphate. We find that single-stranded DNA binding occurs in the absence of cofactors and renders the mitochondrial DNA helicase more susceptible to proteolytic digestion. Our studies indicate that the human mitochondrial DNA helicase shares basic properties with the SF4 replicative helicases, but also identify common features with helicases outside the superfamily, including dynamic conformations similar to other AAA⁺ ATPases.

El papel de la reparación de roturas de doble cadena de ADN en Escherichia coli en la sensibilidad a quinolonas: implicaciones terapéuticas

Las quinolonas son uno de los tipos de antibióticos cuyas tasas de resistencia se han visto incrementadas en los últimos años. A nivel molecular, bloquean a las topoisomerasas tipo II generando cortes de doble cadena (double strand breaks, DSBs) en el ADN. Se ha propuesto que estos DSBs podrían tener un doble papel, como mediadores de su efecto bactericida y también como responsables de desencadenar los mecanismos de resistencia y tolerancia a las quinolonas. En el presente trabajo hemos estudiado la implicación de los mecanismos de reparación de DSBs en la sensibilidad a las quinolonas: reanudación de horquillas de replicación paradas dependiente de recombinación (RFR), inducción de la respuesta SOS, reparación por síntesis translesional (TLS) y escisión de nucleótidos (NER). Para ello, en los laboratorios de la Universidad Europea de Madrid, se han analizado las concentraciones mínimas inhibitorias (CMIs) de tres quinolonas diferentes en mutantes procedentes de varias colecciones de cultivos tipo de Escherichia coli. Mutantes en recA, recBC, priA y lexA mostraron una disminución significativa de la CMI a todas las quinolonas. No se observaron cambios significativos en estirpes mutantes en los mecanismos de reparación por TLS y NER. Estos datos indican que, en presencia de quinolonas, los mecanismos de RFR y la inducción de la respuesta SOS estarían implicados en la aparición de mecanismos de sensibilidad a quinolonas.