Eukariotska DNK-polimeraza

B-DNK helikaza je bakterijski enzim u koji otvara replikacijasku vuljušku tokom replikacija DNK. Iako je mehanizam kojim B-DNK spaja ATP-hidrolizu za translokaciju duž DNK i denaturira nepoznati dupleks, promjena kvaternarne strukture proteina uključuje dimerizaciju, uočeno je da se N-terminalni domen može desiti tokom enzimskog ciklusa.[1] U početku kada se B-DNK veže za A-DNK, povezan je sa C-DNK, negativnim regulatorom. Nakon što C-DNK disocira, B-DNK se vezuje za G-DNK.

Replikacijska DNK-helikaza
Identifikatori
SimbolDnaB
NCBI gen948555
UniProtP0ACB0
Ostali podaci
EC broj3.6.1.-
Pretraga za
StruktureSwiss-model
DomeneInterPro
BDNK-slični N-terminalni domen helikaze
NMR struktura H-terminalnog domena B-DNK-helikaze E. coli
Identifikatori
SimbolDnaB
C-terminalni domen B-DNK-like helikaze
Identifikatori
SimbolDnaB-C

N-terminal ima višesvojnu strukturu koja formira ortogonski snop.[1] The C-terminal domain contains an ATP-binding site and is therefore probably the site of ATP hydrolysis.

U eukariotima, funkciju helikaze obezbjeđuje kompleksa MCM (minihromosomsko održavanje).

B-DNK helikaza je proizvod gena "dnaB". Enzim helikaza koji se proizvodi je heksamer u E. coli, kao i kod mnogih drugih bakterija. Energija za aktivnost B-DNK osigurava se hidrolizom NTP. Mehanička energija pomiče B-DNK u replikacijsku viljušku, fizički je dijeleći na pola.

B-DNK E. coli

uredi

U E. coli, B-DNK je heksamerni protein od šest podjedinica sa 471 ostatkom, koje formiraju prstenastu strukturu trostruke simetrije. Tokom replikacija DNK, zaostali lanac DNK se vezuje za centralni kanal B-DMK, a drugi lanac DNK je isključen. Vezivanje dNTP-a uzrokuje konformacijsku promjenu koja omogućava B-DNK da se translocira duž DNK, čime se mehanički prisiljava na razdvajanje lanaca DNK.[2]

Mehanizam iniciranja replikacije

uredi

Najmanje 10 različitih enzima ili proteina učestvuje u fazi inicijacije replikacije. Oni otvaraju spiralu DNK u početnoj fazi i uspostavljaju kompleks preprajmeriranja za naknadne reakcije. Ključna komponenta u procesu inicijacije je protein A-DNK, član porodice proteina AAA+ ATPaza (ATPaze povezane sa različitim ćelijskim aktivnostima). Mnoge AAA+ ATPaze, uključujući A-DNK, formiraju oligomere i hidroliziraju ATP relativno sporo. Ova hidroliza ATP-a djeluje kao prekidač koji posreduje međupretvorbu proteina između dva stanja. U slučaju A-DNK, ATP vezan oblik je aktivan, a ADP vezani oblik je neaktivan.

Osam proteinskih molekula A-DNK, svi u vezanom stanju za ATP, sastavljaju se kako bi formirali spiralni kompleks koji obuhvata R i I mjesta u oriC-u. DnaA ima veći afinitet za R mjesta nego I mjesta i jednako dobro veže R mjesta u svom obliku vezanom za ATP ili ADP. I mjesta, koja vezuju samo A-DNK vezanu za ATP, omogućavaju diskriminaciju između aktivnih i neaktivnih oblika A-DNK. Čvrsto desno obmotavanje DNK oko ovog kompleksa uvodi efektivnu pozitivnu superspiralu. Povezani soj u obližnjoj DNK dovodi do denaturacije u A:T-bogatom regionu 'DUE' (DNA Unwinding Element). Kompleks formiran u početnoj fazi replikacije takođe uključuje nekoliko DNK-vezujućih proteina - Hu, IHF i FIS koji olakšavaju savijanje DNK. DnaC protein, još jedna AAA+ ATPaza, zatim učitava DnaB protein na razdvojene DNK niti u denaturiranoj regiji. Heksamer DnaC, svaka podjedinica vezana za ATP, formira čvrst kompleks sa heksamernom DnaB helikazom u obliku prstena. Ova interakcija DnaC-DnaB otvara prsten B-DNK , a proces je potpomognut daljom interakcijom između B-DNK i A-DNK. Dva prstenasta DnaB heksamera su stavljena u DUE, po jedan na svaki lanac DNK. ATP vezan za C-DNK se hidrolizira, oslobađajući C-DNK i ostavljajući B-DNK vezanu za DNK. C-DNK protein, još jedna AAA+ ATPaza, zatim učitava B-DNK protein na razdvojene DNK niti u denaturiranoj regiji. Heksamer C-DNK, svake podjedinice vezane za ATP, formira čvrst kompleks sa heksamernom B-DNK helikaze u obliku prstena. Ova interakcija C-DNK-B-DNK otvara B-DNK prsten, a proces je potpomognut daljom interakcijom između B-DNK i A-DNK. Dva prstenasta heksamera B-DNK su stavljena u DUE, po jedan na svaki lanac DNK. ATP vezan za C-DNK se hidrolizira, oslobađajući ga i ostavljajući B-DNK vezan za DNK.

Učitavanje B-DNK helikaze je ključni korak u pokretanju replikacije. Kao replikacijska helikaza, B-DNK migrira duž jednolančane DNK u smjeru 5'→3', odmotavajući DNK dok putuje. B-DNK helikaze napunjene na dva lanca DNK tako putuju u suprotnim smjerovima, stvarajući dvije potencijalne replikacijske viljuške. Svi ostali proteini na replikacijskoj viljuški povezani su direktno ili indirektno za B-DNK.[3]

Reference

uredi
  1. ^ a b Fass D, Bogden CE, Berger JM (juni 1999). "Crystal structure of the N-terminal domain of the DnaB hexameric helicase". Structure. 7 (6): 691–8. doi:10.1016/s0969-2126(99)80090-2. PMID 10404598.
  2. ^ Bocanegra R, Ismael Plaza GA, Pulido CR, Ibarra B (2021). "DNA replication machinery: Insights from in vitro single-molecule approaches". Computational and Structural Biotechnology Journal. 19: 2057–2069. doi:10.1016/j.csbj.2021.04.013. PMC 8085672. PMID 33995902 Provjerite vrijednost parametra |pmid= (pomoć).
  3. ^ Lehninger, Principles of Biochemistry

Vanjski linkovi

uredi
Ovaj članak uključuje tekst iz javnog domena Pfam i InterPro: IPR007693
Ovaj članak uključuje tekst iz javnog domena Pfam i InterPro: IPR007694