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Matot B, Le Bihan YV, Lescasse R, Pérez J, Miron S, David G, Castaing B, Weber P, Raynal B, Zinn-Justin S, Gasparini S, Le Du MH. The orientation of the C-terminal domain of the Saccharomyces cerevisiae Rap1 protein is determined by its binding to DNA. Nucleic Acids Res 2012; 40:3197-207. [PMID: 22139930 PMCID: PMC3326314 DOI: 10.1093/nar/gkr1166] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/21/2011] [Revised: 11/10/2011] [Accepted: 11/11/2011] [Indexed: 11/22/2022] Open
Abstract
Rap1 is an essential DNA-binding factor from the yeast Saccharomyces cerevisiae involved in transcription and telomere maintenance. Its binding to DNA targets Rap1 at particular loci, and may optimize its ability to form functional macromolecular assemblies. It is a modular protein, rich in large potentially unfolded regions, and comprising BRCT, Myb and RCT well-structured domains. Here, we present the architectures of Rap1 and a Rap1/DNA complex, built through a step-by-step integration of small angle X-ray scattering, X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance data. Our results reveal Rap1 structural adjustment upon DNA binding that involves a specific orientation of the C-terminal (RCT) domain with regard to the DNA binding domain (DBD). Crystal structure of DBD in complex with a long DNA identifies an essential wrapping loop, which constrains the orientation of the RCT and affects Rap1 affinity to DNA. Based on our structural information, we propose a model for Rap1 assembly at telomere.
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Affiliation(s)
- Béatrice Matot
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Yann-Vaï Le Bihan
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Rachel Lescasse
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Javier Pérez
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Simona Miron
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| | - Gabriel David
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| | - Bertrand Castaing
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| | - Patrick Weber
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Bertrand Raynal
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Sophie Zinn-Justin
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Sylvaine Gasparini
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
| | - Marie-Hélène Le Du
- Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Biologie et Technologie de Saclay, Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CNRS-URA2096, 91191 Gif-sur-Yvette, France, Commissariat à l'Energie Atomique, Direction des Sciences du Vivant, Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire, Service Instabilité Génétique Réparation et Recombinaison, Laboratoire Télomère et Réparation du Chromosome, 92260 Fontenay-aux-roses, SOLEIL Synchrotron, L'Orme des Merisiers Saint-Aubin, Gif-sur-Yvette, Centre de Biophysique Moléculaire, UPR4301, CNRS, rue Charles Sadron, 45071 Orléans cedex 02, Institut Pasteur, CNRS-URA2185, Plate-forme 6, Cristallogenèse et Diffraction des Rayons X, 25 Rue Dr. Roux, 75724 Paris and Institut Pasteur, Plateforme de Biophysique des Macromolécules et de leurs Interactions, Département de Biologie Structurale et Chimie, F-75015 Paris, France
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