基因編輯技術(shù)是十分重要的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要對實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的的控制，防治雜質(zhì)核酸污染。德國MB公司生產(chǎn)的PCR Clean，即用型噴霧試劑，可以清除實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的核酸污染。
DdmDE系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是理解其質(zhì)粒消除機(jī)制的關(guān)鍵。根據(jù)當(dāng)前的研究，DdmDE系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)可以詳細(xì)描述如下：
一、系統(tǒng)組成
DdmDE系統(tǒng)由兩個主要組件組成：DdmD和DdmE。
DdmD：一種解旋酶-核酸酶融合蛋白，具有降解質(zhì)粒DNA的能力。
DdmE：一種DNA引導(dǎo)的原核生物Argonaute（pAgo）蛋白，負(fù)責(zé)識別并靶向質(zhì)粒DNA。
二、DdmD的結(jié)構(gòu)
自抑制二聚體結(jié)構(gòu)：DdmD在未與DdmE結(jié)合時，以自抑制的二聚體形式存在。這種自抑制狀態(tài)確保了DdmD在不需要時不會非特異性地降解DNA。
解旋酶和核酸酶結(jié)構(gòu)域：DdmD包含N端超家族2（SF2）解旋酶結(jié)構(gòu)域和C端PD-(D/E)XK核酸酶結(jié)構(gòu)域。這兩個結(jié)構(gòu)域協(xié)同工作，解旋DNA雙鏈并切割單鏈DNA。
單粒子冷凍電鏡（cryo-EM）解析：通過cryo-EM技術(shù)，研究人員確定了DdmD二聚體的原子結(jié)構(gòu)，揭示了其催化活性的關(guān)鍵機(jī)制。
三、DdmE的結(jié)構(gòu)
催化失活、DNA引導(dǎo)的pAgo：DdmE是一種催化失活的pAgo蛋白，它使用短DNA片段（<15 nt）作為向?qū)戆邢蛸|(zhì)粒DNA。與其他長pAgo蛋白不同，DdmE缺乏內(nèi)切酶活性，因此需要通過DdmD來實(shí)現(xiàn)DNA切割。
結(jié)構(gòu)域：DdmE具有的結(jié)構(gòu)域，這有助于其穩(wěn)定地與DNA向?qū)ЫY(jié)合，并精確識別靶標(biāo)DNA。
與DdmD的相互作用：當(dāng)DdmE與DNA結(jié)合時，會觸發(fā)DdmD二聚體的解體，并將單體DdmD加載到非靶標(biāo)DNA鏈上。這種相互作用是DdmDE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒降解的關(guān)鍵步驟。
四、DdmDE復(fù)合物的結(jié)構(gòu)
異源二聚體復(fù)合物：在體內(nèi)突變研究和體外實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)DdmDE復(fù)合物以異源二聚體的形式存在。其中，DdmE與gDNA-tDNA雙鏈結(jié)合，而DdmD與移位的非靶DNA（ntDNA）鏈結(jié)合。
DNA引導(dǎo)的靶向和降解：DdmE使用DNA向?qū)О邢蛸|(zhì)粒DNA后，DdmD被招募到非靶標(biāo)DNA鏈上，并通過ATP驅(qū)動的解旋和切割過程降解質(zhì)粒DNA。
五、結(jié)論
DdmDE系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)揭示了其如何通過DdmE的DNA引導(dǎo)和DdmD的解旋酶-核酸酶協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)質(zhì)粒的靶向和降解。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解原核生物基因組防御系統(tǒng)提供了新的視角，也為未來基因編輯和抗菌治療工具的開發(fā)提供了潛在的靶點(diǎn)。
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