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以保守的 velvet 结构域为特征的 Velvet 调控因子充当一个中心枢纽，协同调控真菌的发育、次级代谢、胁迫适应性和致病性。velvet 结构域由一个位于 N 端、约 30 个氨基酸的 DNA 结合区域和一个位于 C 端、约 100 个氨基酸的二聚化区域组成。在本研究中，以构巢曲霉（Aspergillus nidulans）的 VelB 为范例，对 velvet 的 DNA 结合区域进行了系统解析。通过对 15 个保守残基进行丙氨酸扫描诱变，鉴定出 N 端 velvet 结构域中的 3 个精氨酸残基 R71、R80 和 R81，它们对 VelB 功能不可或缺。这些位点的丙氨酸替换导致长期孢子存活力、有性发育和次级代谢出现严重缺陷。进一步对突变前后静电势动态进行比较表征表明，这 3 个单独的替换均显著削弱了 DNA 结合界面局部的静电势。值得注意的是，这些突变还驱动了蛋白质静电性质的全面重塑，使得静电扰动传播至整个蛋白外表面。对真菌界 4,999 条 velvet 结构域序列的分析显示，这些位点具有极高的保守性：在第 71 位，85% 的序列为精氨酸；在第 80 位，91% 的序列为精氨酸；在第 81 位，84% 的序列为精氨酸。跨界互补实验进一步表明，来自单细胞后鞭毛生物 Capsaspora owczarzaki 的野生型 velvet DNA 结合区域由于缺乏与 R71 对应的残基，无法挽救 A. nidulans velB 缺失表型；而在该位点引入精氨酸后，则赋予了显著的功能恢复能力。这些发现确立了一个由保守精氨酸残基簇形成的正电静电表面势是 velvet-DNA 相互作用所必需的，并阐明了这一古老真菌转录因子家族进行 DNA 识别的分子基础。
以保守的 velvet 结构域为特征的 Velvet 调控因子作为一个中心枢纽，协调调控真菌的发育、次级代谢、胁迫适应和致病性。velvet 结构域由一个位于 N 端、约 30 个氨基酸的 DNA 结合区域和一个位于 C 端、约 100 个氨基酸的二聚化区域组成。在本研究中，采用构巢曲霉（Aspergillus nidulans）的 VelB 作为范式，对 velvet 的 DNA 结合区域进行了系统解析。通过对 15 个保守残基进行丙氨酸扫描诱变，鉴定出 N 端 velvet 结构域中的 3 个对 VelB 功能不可或缺的精氨酸残基 R71、R80 和 R81。上述位点的丙氨酸替换导致长期孢子存活性、有性发育和次级代谢出现严重缺陷。进一步对突变前后静电势动态的比较表征表明，这 3 个单独替换显著削弱了 DNA 结合界面局部的静电势。值得注意的是，这些突变引发了蛋白质静电性质的全面重塑，使静电扰动传播至整个蛋白质外表面。对真菌界 4,999 条 velvet 结构域序列的分析显示，这些位点具有极高的保守性：在第 71 位，85% 的序列为精氨酸；在第 80 位，91% 的序列为精氨酸；在第 81 位，84% 的序列为精氨酸。跨界互补实验进一步表明，来自 Capsaspora owczarzaki 的野生型 velvet DNA 结合区域由于缺乏与 R71 对应的残基，无法挽救构巢曲霉 velB 缺失表型；而在该位点引入精氨酸后，则可显著恢复其功能。这些发现确立了由保守精氨酸残基簇所形成的正电静电表面势是 velvet-DNA 相互作用所必需的，并阐明了这一古老真菌转录因子家族进行 DNA 识别的分子基础。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.04.730036v1?rss=1
🏷️ 构巢曲霉 VelB蛋白 velvet结构域 DNA结合 丙氨酸扫描诱变 真菌转录调控