DNA夾
編輯DNA夾,也稱為滑動夾,是一種蛋白質復合物,可作為DNA復制中的持續合成促進因子。 作為 DNA 聚合酶 III 全酶的重要組成部分,鉗蛋白結合 DNA 聚合酶并阻止該酶從模板 DNA 鏈上解離。 與聚合酶和模板 DNA 鏈之間的直接相互作用相比,鉗聚合酶蛋白質-蛋白質相互作用更強、更特異; 因為 DNA 合成反應中的限速步驟之一是聚合酶與 DNA 模板的結合,滑動夾的存在顯著增加了聚合酶在每次結合事件中可以添加到生長鏈中的核苷酸數量。 與非進行性聚合酶相比,DNA 夾的存在可將 DNA 合成速率提高 1,000 倍。
結構
編輯DNA夾是一種α+β蛋白,當聚合酶向生長鏈中添加核苷酸時,它組裝成一個多聚體、六域環結構,完全環繞DNA雙螺旋結構。 每個結構域依次由兩個 β-α-β-β-β 結構重復組成。 DNA夾在復制叉處組裝在DNA上,并在DNA和蛋白質表面之間的夾具中心孔中的一層水分子的幫助下,在前進的聚合酶的作用下沿著DNA滑動。 由于組裝的多聚體的環形形狀,夾子不能在不解離成單體的情況下與模板鏈解離。
DNA折疊存在于細菌、古細菌、真核生物和一些病毒中。 在細菌中,滑動鉗是由 DNA 聚合酶 III 的兩個相同的 β 亞基組成的同型二聚體,因此被稱為 β 鉗。 在古細菌和真核生物中,它是由三個 PCNA 分子組成的三聚體。 T4 噬菌體還使用稱為 gp45 的滑動鉗,它是一種結構類似于 PCNA 的三聚體,但缺乏與 PCNA 或細菌 β 鉗的序列同源性。
細菌
β 鉗是一種特定的 DNA 夾,是細菌中發現的 DNA 聚合酶 III 全酶的一個亞基。 兩個 β 亞基通過 γ 亞基和 ATP 水解組裝在 DNA 周圍; 該組件稱為啟動前復合體。 在 DNA 周圍組裝后,β 亞基對 γ 亞基的親和力被對 alpha 和 epsilon 亞基的親和力所取代,它們共同形成了完整的全酶。 DNA 聚合酶 III 是參與原核 DNA 復制的主要酶復合物。
由γδδ\'χψ 亞基組成的DNA 聚合酶III 的γ 復合物催化ATP 以伴侶蛋白形式結合兩個β 亞基與DNA 結合。 一旦與 DNA 結合,β 亞基就可以沿著雙鏈 DNA 自由滑動。 β 亞基依次結合 αε 聚合酶復合物。 α 亞基具有 DNA 聚合酶活性,ε 亞基是 3'-5' 核酸外切酶。
細菌 DNA 聚合酶 III 的 β 鏈由三個拓撲等效結構域(N 端、中央和 C 端)組成。 兩個 β 鏈分子緊密相連,形成一個封閉的環,環繞著雙鏈 DNA。
作為藥物靶點
某些非甾體抗炎藥(卡洛芬、溴芬酸和維達洛芬)通過抑制細菌 DNA 夾來抑制細菌 DNA 復制。
真核生物和古細菌
真核生物中的滑動夾由稱為增殖細胞核抗原 (PCNA) 的 DNA 聚合酶 delta 的特定亞基組裝而成。 PCNA 的 N 端和 C 端結構域在拓撲結構上是相同的。 三個 PCNA 分子緊密結合形成一個封閉的環,環繞著雙鏈 DNA。
PCNA 的序列在植物、動物和真菌之間非常保守,表明結構保守的強大選擇壓力,并表明這種類型的 DNA 復制機制在整個真核生物中都是保守的。 在真核生物中,由 RAD9-RAD1-HUS1 (911) 組成的同源異源三聚體 9-1-1 夾鉗負責 DNA 損傷檢查點控制。 這個 9-1-1 夾子以相反的方向安裝到 DNA 上。
古細菌,可能是真核生物的進化前體,也普遍具有至少一個 PCNA 基因。 這個 PCNA 環與 PolD 一起工作,PolD 是古細菌中負責從復制到修復的多種功能的單一真核樣 DNA 聚合酶。 一些不尋常的物種有兩個甚至三個 PCNA 基因,形成異源三聚體或不同的特化同源三聚體。 古細菌也與真核生物共享 PIP(PCNA 相互作用蛋白)基序,但發現了執行不同功能的更多種類的此類蛋白質。
PCNA 也被一些病毒占用。 以PBCV-1為代表的巨型病毒屬Chlorovirus,其基因組中攜帶有兩個PCNA基因(Q84513、O41056)和一個真核型DNA聚合酶。 桿狀病毒科的成員也編碼 PCNA 同系物 (P11038)。
尾病毒
病毒 gp45 滑動鉗亞基蛋白包含兩個結構域。
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