| Бам привет | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Эндонуклеаза рестрикции Bam HI связывается с неспецифической ДНК. | ||||||||
| Идентификаторы | ||||||||
| Символ | Бам привет | |||||||
| Pfam | PF02923 | |||||||
| Клан пфам | CL0236 | |||||||
| ИнтерПро | IPR004194 | |||||||
| SCOP2 | 1bhm / SCOPe / SUPFAM | |||||||
| ||||||||
Bam HI (из Bacillus amyloliquefaciens ) представляет собой эндонуклеазу рестрикции типа II, обладающую способностью распознавать короткие последовательности (6 п.н.) ДНК и специфически расщеплять их в целевом сайте . Эта выставка фокусируется на отношениях структура-функция BamHI, как описано Newman, et al. (1995). BamHI связывается с последовательностью узнавания 5'-GGATCC-3 'и расщепляет эти последовательности сразу после 5'-гуанина на каждой цепи. Это расщепление приводит к образованию липких концов длиной 4 п.н. В своей несвязанной форме BamHI отображает центральный b-лист , который находится между α-спиралями .
BamHI претерпевает ряд нетрадиционных конформационных изменений при узнавании ДНК . Это позволяет ДНК сохранять свою нормальную конформацию B-ДНК без искажения, способствующего связыванию ферментов. BamHI - симметричный димер . ДНК связана в большой щели между димерами; фермент связывается «перекрестным» образом. Каждая субъединица BamHI обеспечивает большинство контактов своей основной цепи с фосфатами полусайта ДНК, но контакты пар оснований устанавливаются между каждой субъединицей BamHI и азотистыми основаниями в большой бороздке противоположного полусайта ДНК. Белок связывает основания либо за счет прямых водородных связей.или опосредованные водой Н-связи между белком и каждой донорной / акцепторной группой Н-связи в большой бороздке. Контакты основных бороздок образованы атомами, находящимися на аминоконце параллельного 4-х спирального пучка. Этот пучок отмечает границу раздела димера BamHI, и считается, что дипольные моменты NH2-концевых атомов на этом пучке могут способствовать электростатической стабилизации .
Места признания между BamHI и ДНК [ править ]
Фермент BamHI способен устанавливать большое количество контактов с ДНК. Опосредованное водой водородное связывание, а также взаимодействия как основной, так и боковой цепи помогают связывать последовательность узнавания BamHI. В большой бороздке большинство контактов фермент / ДНК происходит на аминоконце пучка параллельных 4-х спиралей, состоящих из а4 и а6 каждой субъединицы. Хотя a6 из каждой субъединицы не входит в большую бороздку ДНК, его предыдущие петли взаимодействуют с внешними концами сайта узнавания. Напротив, a4 из каждой субъединицы действительно входит в большую бороздку в центре последовательности распознавания. Всего между ферментом и ДНК образуется 18 связей в последовательности распознавания из 6 пар оснований (12 прямых и 6 опосредованных водой связей). Arg155 и Asp154, расположенные в спиральном кольце перед a6, связаны с G:Пары оснований C снаружи, в то время как средние пары G: C связаны с Asp154, Arg122 и Asn116 (прямое связывание). Водородная связь между водой и Asn116 приводит к связыванию пар оснований A: T внутри (связывание, опосредованное водой).[1] Как обсуждалось выше, субъединицы L и R связываются перекрестным образом, в результате чего R-субъединица Bam H I контактирует с левым полусайтом ДНК последовательности узнавания. Связывание каждойсубъединицы Bam H I в точности такое же, как у ее симметричного партнера. Сайт узнавания Bam H I имеет палиндромную последовательность, которую можно разрезать пополам для облегчения выявления связей.
Сайт признания [ править ]
G G УВД CCCTA G G
По состоянию на конец 2010 г. в базе данных белков было 5 кристаллических структур Bam H I.
Двухметаллический механизм [ править ]
BamHI, как и другие эндонуклеазы рестрикции типа II, часто требует двухвалентных металлов в качестве кофакторов для катализирования расщепления ДНК. [2] Механизм с двумя ионами металлов является одним из возможных каталитических механизмов BamHI, поскольку кристаллическая структура BamHI обладает способностью связывать два иона металла в активном центре, что подходит для протекания классического механизма с двумя ионами металлов. Механизм двух ионов металлов - это использование двух ионов металлов для катализа реакции расщепления рестриктазой. BamHI имеет три критических остатка активного центра, которые важны для металлического катализатора. Они известны как Asp94, Glu111 и Glu113. Эти остатки обычно кислые. В присутствии иона металла остатки направлены в сторону иона металла. В отсутствие ионов металлов остатки обращены наружу. Два иона металла (A и B) находятся на расстоянии 4,1 друг от друга в активном центре и на одной линии с этими остатками. [3]В общем, когда два иона металла (A и B) связаны с активным центром, они помогают стабилизировать кластерное распределение отрицательных зарядов, локализованных в активном центре, созданное в результате ухода атома кислорода во время переходного состояния. Во-первых, молекула воды будет активирована ионом металла А в активном центре. Эта молекула воды будет действовать как атакующая молекула, атакующая комплекс BamHI-ДНК и, таким образом, делая комплекс отрицательным. Позже другая вода свяжется с ионом металла B и отдаст протон уходящей группе комплекса, стабилизируя накопление отрицательного заряда на уходящем атоме кислорода. [4]
Функция Ca2 + в активном центре BamHI известна. Это ингибитор расщепления ДНК, переводящий BamHI в пререактивное состояние. Это показало, что молекула воды является атакующей молекулой. Он отдает протон уходящей группе, которая связана с Ca2 +, образуя валентные углы 90o OPO. Если Glu 113 заменяется лизином, расщепление теряется, поскольку Glu 113 принимает протон от атакующей молекулы воды. [3]
Биологическое значение [ править ]
Благодаря своей способности распознавать конкретную последовательность ДНК и расщепляться нуклеазой, BamHI имеет различное значение для понимания эндонуклеазы рестрикции типа II, клонирования ДНК и, возможно, лечения определенных заболеваний, вызванных мутациями ДНК, с помощью генетической терапии. [1] Например, синдромы NARP и MILS - это митохондриальные заболевания, которые могут быть вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Митохондрии могут восстанавливать свои функции после удаления мутантной последовательности с помощью эндонуклеазы рестрикции. [5]
Ссылки [ править ]
- ^ а б Тонг З., Чжао Б., Чжао Г., Шан Х., Гуань Ю. (сентябрь 2014 г.). «2'-O-метилнуклеотидные модифицированные ДНК-субстраты влияют на эффективность расщепления BamHI и BglII». Журнал биологических наук . 39 (4): 621–30. DOI : 10.1007 / s12038-014-9466-4 . PMID 25116617 .
- ^ Ninfa AJ, Балл DP, Benore M (2008). Фундаментальные лабораторные подходы к биохимии и биотехнологии (2-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. п. 345. ISBN 978-0-470-08766-4.
- ^ a b Viadiu H, Aggarwal AK (октябрь 1998 г.). «Роль металлов в катализе эндонуклеазой рестрикции BamHI». Структурная биология природы . 5 (10): 910–6. DOI : 10,1038 / 2352 . PMID 9783752 .
- ^ Мордасини T, Curioni A, Andreoni W (февраль 2003). «Почему ионы двухвалентных металлов либо стимулируют, либо ингибируют ферментативные реакции? Случай эндонуклеазы рестрикции BamHI из комбинированного квантово-классического моделирования» . Журнал биологической химии . 278 (7): 4381–4. DOI : 10.1074 / jbc.C200664200 . PMID 12496295 .
- ^ Алексеевым MF, Венедиктова N, Пастух V, Shokolenko I, Bonilla G, Wilson GL (апрель 2008). «Селективное удаление мутантных митохондриальных геномов как терапевтическая стратегия для лечения синдромов NARP и MILS». Генная терапия . 15 (7): 516–23. DOI : 10.1038 / sj.gt.2008.11 . PMID 18256697 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Ньюман М., Стшелецка Т., Дорнер Л.Ф., Шильдкраут И., Аггарвал А.К. (август 1995 г.). «Структура эндонуклеазы Bam HI, связанной с ДНК: частичное сворачивание и разворачивание при связывании ДНК». Наука . 269 (5224): 656–63. Bibcode : 1995Sci ... 269..656N . DOI : 10.1126 / science.7624794 . PMID 7624794 .
Внешние ссылки [ править ]
- Дезоксирибонуклеаза + BamHI в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- 5 кристаллических структур [ мертвая ссылка ]
