Time-resolved crystallography captures light-driven DNA repair
Nina-Eleni Christou
(1)
,
Virginia Apostolopoulou
(1)
,
Diogo Melo
(2)
,
Matthias Ruppert
(3)
,
Alisia Fadini
(4)
,
Alessandra Henkel
(1)
,
Janina Sprenger
(1)
,
Dominik Oberthuer
(1)
,
Sebastian Günther
(1)
,
Anastasios Pateras
(1)
,
Aida Rahmani Mashhour
(1)
,
Oleksandr Yefanov
(1)
,
Marina Galchenkova
(1)
,
Patrick Reinke
(1)
,
Viviane Kremling
(1)
,
T. Emilie S. Scheer
(1)
,
Esther Lange
(1)
,
Philipp Middendorf
(1)
,
Robin Schubert
(2)
,
Elke de Zitter
(5)
,
Koya Lumbao-Conradson
(6)
,
Jonathan Herrmann
(7)
,
Simin Rahighi
(7)
,
Ajda Kunavar
(7)
,
Emma Beale
(8)
,
John Beale
(8)
,
Claudio Cirelli
(8)
,
Philip Johnson
(8)
,
Florian Dworkowski
(8)
,
Dmitry Ozerov
(8)
,
Quentin Bertrand
(8)
,
Maximilian Wranik
(8)
,
Camila Bacellar
(8)
,
Saša Bajt
(1)
,
Soichi Wakatsuki
(7)
,
Jonas Sellberg
(7)
,
Nils Huse
(3)
,
Dušan Turk
(3)
,
Henry Chapman
(1)
,
Thomas Lane
(1)
Nina-Eleni Christou
- Fonction : Auteur
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Virginia Apostolopoulou
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421021
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Matthias Ruppert
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421022
- ORCID : 0000-0001-8100-8087
Alisia Fadini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421023
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Alessandra Henkel
- Fonction : Auteur
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Janina Sprenger
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421025
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Dominik Oberthuer
- Fonction : Auteur
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Sebastian Günther
- Fonction : Auteur
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Anastasios Pateras
- Fonction : Auteur
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Aida Rahmani Mashhour
- Fonction : Auteur
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Oleksandr Yefanov
- Fonction : Auteur
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Marina Galchenkova
- Fonction : Auteur
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Patrick Reinke
- Fonction : Auteur
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Viviane Kremling
- Fonction : Auteur
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T. Emilie S. Scheer
- Fonction : Auteur
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Esther Lange
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421034
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Philipp Middendorf
- Fonction : Auteur
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Elke de Zitter
- Fonction : Auteur
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Koya Lumbao-Conradson
- Fonction : Auteur
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Claudio Cirelli
- Fonction : Auteur
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Philip Johnson
- Fonction : Auteur
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Florian Dworkowski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421039
- ORCID : 0000-0001-5004-8684
Dmitry Ozerov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1322333
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Quentin Bertrand
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1421040
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Maximilian Wranik
- Fonction : Auteur
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Camila Bacellar
- Fonction : Auteur
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Saša Bajt
- Fonction : Auteur
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Soichi Wakatsuki
- Fonction : Auteur
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Henry Chapman
- Fonction : Auteur
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Thomas Lane
- Fonction : Auteur
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Résumé
Photolyase is an enzyme that uses light to catalyze DNA repair. To capture the reaction intermediates involved in the enzyme’s catalytic cycle, we conducted a time-resolved crystallography experiment. We found that photolyase traps the excited state of the active cofactor, flavin adenine dinucleotide (FAD), in a highly bent geometry. This excited state performs electron transfer to damaged DNA, inducing repair. We show that the repair reaction, which involves the lysis of two covalent bonds, occurs through a single-bond intermediate. The transformation of the substrate into product crowds the active site and disrupts hydrogen bonds with the enzyme, resulting in stepwise product release, with the 3′ thymine ejected first, followed by the 5′ base.
Domaines
Sciences du Vivant [q-bio]
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