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由 A、T、C、G四种碱基以及表观修饰碱基5-甲基胞嘧啶等组成的DNA是生命体的遗传物质，以往一般认为由 C、H、O、N、P五种元素组成。本研究室在天然 DNA中发现了第六种元素S，它以由 dnd基因簇编码的磷硫酰化修饰的形式存在。 DNA的修饰和限制是一对孪生兄弟，在细菌和噬菌体的军备竞赛中，细菌发展出 DNA甲基化、羟甲基化等修饰依赖型的限制系统即 IV型限制酶，可以对修饰的DNA进行切割以保护细菌自身遗传稳定性。 本研究从 dnd基因簇在天蓝色链霉菌中的异常表达现象出发，通过实验发现其中含有一种磷硫酰化修饰依赖型的IV型限制酶，并且定位了其编码基因为 scoMcrA，实验证实了它位于一个可移动的基因组岛上。 在体外表达 ScoMcrA的过程中，我们发现带有 scoMcrA的表达载体不能导入带有 Dcm基因型（DNA胞嘧啶甲基化，位点为C5mCA/TGG）的大肠杆菌，说明 ScoMcrA也是一种 Dcm甲基化依赖型限制酶。纯化的ScoMcrA在锰离子的存在下可以特异性的识别磷硫酰化修饰的DNA并在离修饰位点两侧17～25个碱基的位置切割磷酸二酯键；同时，还可以特异性的识别 Dcm甲基化修饰的DNA并在修饰位点两侧12～16个碱基的位置进行切割。此外，我们还通过 Footprinting实验确定了 ScoMcrA对甲基化修饰 DNA的结合位点。 结构生物学的研究解析了 ScoMcrA单体及其与磷硫酰化修饰DNA复合物的结构，揭示了 ScoMcrA通过将磷硫酰上 Rp构型的硫原子嵌入一个疏水口袋并通过疏水作用而特异性的识别并结合的分子机制。另外，还提出了ScoMcrA通过两个独立的结构域分别识别结合磷硫酰化修饰和Dcm甲基化修饰的DNA，并由 HNH结构域对DNA进行切割的作用模型。 本项研究发现了一种可以同时识别磷硫酰化DNA和甲基化DNA的IV型限制酶，通过体外实验检测了其切割活性、切割位点和修饰位点；通过结构生物学研究首次阐明了蛋白对磷硫酰化 DNA的分子识别机制。