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基因组稳定性对于维持正常细胞周期至关重要,能够确保每次细胞分裂后,其两个子细胞得到完整无突变的一套基因组,保证遗传的稳定性。dnaM(原 ybfE在此依据其功能被命名为daaM)基因及其产物的功能尚不清楚,本文发现缺失dnaM基因并不导致细胞死亡,说明该基因是非必须基因。当敲除dnaM基因或过表达DnaM蛋白会导致细胞染色体复制异常,即染色体复制起始非同步和染色体复制不完整。的确,dnaM缺失会提高细胞自发突变率和SOS基因uvrB表达,且对UV敏感,UV照射也会提升dnaM基因表达,这些结果说明dnaM基因产物(DnaM)参与维持基因组稳定性。利用荧光显微镜观察DnaM的亚细胞定位发现,在快速生长的细胞中DnaM与染色体共定位;进一步分析发现DnaM在染色体复制阶段(细胞周期C期)与染色体共定位。纯化的DnaM-His蛋白质能够降解线性双链DNA、线性单链DNA,还改变质粒DNA的超螺旋状态,结果说明DnaM具有外切酶活性并可能具有拓扑酶活性。利用DnaM消化3’biotin标记的DNA发现,DnaM从3’端消化DNA,具有3’→5,外切酶活性。进一步实验显示DnaM切割闭合双链DNA中一条链而松弛处于超螺旋状态的质粒DNA。为了确定DnaM的功能位点,分析其氨基酸序列后对19个碱性氨基酸位点分别进行了突变,而后通过流式细胞仪检测不同突变蛋白对细胞染色体复制的影响。结果发现:DnaMK38I、DnaMK51E、DnaMR52G、DnaMK56E和DnaMR76G五个突变蛋白的功能有明显改变,不再影响染色体复制,说明这些位点的氨基酸对DnaM的功能至关重要;而DnaMR92G突变蛋白的功能有所增强。有趣的是,DnaMK51E不再与染色体共定位,DnaMR92G仍与染色体共定位,说明DnaM是通过与染色体共定位来发挥作用的。经过纯化DnaMK51E和DnaMR92G突变蛋白,并与质粒DNA孵育发现,DnaMK51E和DnaMR92G突变蛋白对降解DNA的能力均有不同程度下降,但提升其松弛超螺旋DNA的活性,说明这两个氨基酸位点对于保持DnaM功能完整性是必要的。为了探究DnaM是如何定位于染色体并发挥作用,通过细菌双杂交检测了 DnaM与DNA解旋酶DnaB、滑动夹子DnaN(sliding clamp)及DNA聚合酶Ⅲ的一个亚基DnaX的相互作用,结果发现DnaM与DnaN有相互作用,说明DnaM通过与DnaN的相互作用来与正在复制的染色体共定位。综上所述,DnaM在复制阶段定位于染色体并利用其3’外切酶和可能的拓扑酶活性来纠正复制错误和减轻拓扑压力,是确保基因组稳定性的辅助机制。染色体复制过程中,由DNA解旋酶在复制叉前解开双链DNA,所形成的复制叉前超螺旋DNA由拓扑酶松弛,以此缓解解旋酶引入的拓扑压力。DnaN形成二聚体的滑行夹子,使DNA聚合酶Ⅲ锚定在DNA模版上,确保染色体复制的连续性,复制结束后滑行夹子释放DNA聚合酶Ⅲ,并脱离DNA模版。因此,DnaM在复制过程中,通过与DnaN的相互作用也定位于复制叉,并从3’末端把新合成的错误脱氧核苷酸切下来,帮助DNA聚合酶的3’→5’外切酶活性以保证复制正确性;同时,DnaM可能具有的拓扑酶活性辅助拓扑酶松弛超螺旋DNA,确保复制叉的顺利前行。