La réparation par excision de nucléotides (NER) est une voie de réparation de l’ADN conservée et présente dans tous les domaines de la vie. Elle est responsable de l’élimination d’une grande diversité de lésions de l’ADN dans le génome, telles que les dimères de pyrimidine induits par les rayons UV, mais aussi les adduits volumineux causés par le tabagisme ou les agents chimiothérapeutiques. Chez les bactéries, la NER est initiée par les protéines UvrA et UvrB qui, ensemble, localisent la lésion avant de recruter un troisième facteur, l’endonucléase, UvrC, qui coupe l’ADN de part et d’autre du site endommagé pour libérer un court fragment d’ADN contenant la lésion. Cette voie fait l’objet d’études depuis plus de 40 ans, et malgré cela, les mécanismes impliqués dans le recrutement et l’activation de la double activité d’incision d’UvrC ne sont encore que peu compris.
Dans la présente étude, nous avons utilisé des approches biochimiques et biophysiques, dont un test d’activité de réparation de l’ADN récemment mis au point dans notre équipe et reposant sur les protéines UvrA, UvrB et UvrC de Deinococcus radiodurans (Seck et al, Communications Biology, 2022), pour comparer les fonctions de liaison à l’ADN et à UvrB et l’activité d’incision de l’ADN, de formes sauvage et mutantes d’UvrC. Nous avons également construit le premier modèle 3D complet d’une protéine UvrC, assemblé à partir de la structure cristallographique de la région C-terminale d’UvrC et d’un modèle AlphaFold de la région N-terminale. L’ensemble de ces travaux révèle des caractéristiques inattendues des protéines UvrC et fournit des informations importantes sur le mécanisme d’activation d’UvrC au cours de la NER. En particulier, nous avons montré (i) qu’en l’absence de tout partenaire, UvrC réside dans un état inactif, qui ne peut pas effectuer de réactions d’incision indésirables qui seraient hautement préjudiciables à l’intégrité du génome, et (ii) l’activation d’UvrC nécessite un réarrangement conformationnel majeur, qui est probablement déclenché par son interaction avec le complexe UvrB-ADN de pré-incision de l’ADN. De plus, nous avons mis en évidence que la protéine UvrC de D. radiodurans possède plusieurs caractéristiques particulières qui en font une enzyme particulièrement robuste capable de rester active dans des conditions de stress induisant de forts dommages à l’ADN.
Seck A*, De Bonis S*, Stelter M, Ökvist M, Senarisoy M, Hayek MR, Le Roy A, Martin L, Saint-Pierre C, Silveira CM, Gasparutto D, Todorovic S, Ravanat JL & Timmins J. Structural and functional insights into the activation of the dual incision activity of UvrC, a key player in bacterial NER. (2023) Nucleic Acids Research. DOI : 10.1093/nar/gkad108. * Joint first authors.