Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ДНК-полимераза V, субъединица C
Идентификаторы
ОрганизмEscherichia coli
(ул. К-12, субстрат MG1655)
СимволumuC
Entrez946359
RefSeq (Prot)NP_415702.1
UniProtP04152
Прочие данные
Номер ЕС2.7.7.7
Хромосомагеном: 1.23 - 1.23 Мб
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
ДНК-полимераза V, субъединица D
Идентификаторы
ОрганизмEscherichia coli
(ул. К-12, субстрат MG1655)
Символумуд
Entrez945746
RefSeq (Prot)NP_415701.1
UniProtP0AG11
Прочие данные
Номер ЕС3.4.21.-
Хромосомагеном: 1.23 - 1.23 Мб
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро

ДНК-полимераза V ( Pol V ) - это фермент- полимераза, участвующий в механизмах репарации ДНК у бактерий, таких как Escherichia coli . Он состоит из гомодимера UmuD ' и мономера UmuC , образуя белковый комплекс UmuD'2C. [1] Он является частью Y-семейства ДНК-полимераз, которые способны выполнять транслезионный синтез ДНК (TLS). [2] Трансформационные полимеразы обходят повреждения ДНК во время репликации ДНК - если повреждение не восстанавливается или не обходится, репликационная вилка может остановиться и привести к гибели клетки. [3]Однако Y-полимеразы имеют низкую точность последовательности во время репликации (склонны к добавлению неправильных нуклеотидов). Когда белки UmuC и UmuD 'были первоначально обнаружены в E. coli , считалось, что они являются агентами, которые ингибируют точную репликацию ДНК и вызывают высокую частоту мутаций в синтезе ДНК после воздействия УФ-света . [2] Полимеразная функция Pol V не была обнаружена до конца 1990-х годов, когда был успешно извлечен UmuC, последующие эксперименты недвусмысленно доказали, что UmuD'2C является полимеразой. Это открытие привело к обнаружению многих ортологов Pol V и открытию Y-семейства полимераз. [4]

Функция [ править ]

Pol V функционирует как полимераза TLS (трансфузионный синтез ДНК) в E. coli как часть SOS-ответа на повреждение ДНК. [4] Когда ДНК повреждена, обычные полимеразы синтеза ДНК не могут добавить дНТФ во вновь синтезированную цепь. ДНК-полимераза III (Pol III) - это обычная ДНК-полимераза в E. coli . Поскольку Pol III не может добавить нуклеотиды к формирующейся цепи ДНК, клетка подвергается риску коллапса репликационной вилки и гибели клетки. Функция Pol V TLS зависит от ассоциации с другими элементами SOS-ответа, наиболее важно, что активность Pol V по транслезии сильно зависит от образования нуклеопротеиновых филаментов RecA . [5]Pol V может использовать TLS на поражениях, которые блокируют репликацию или неправильное кодирование поражений, которые изменяют основания и приводят к неправильному спариванию оснований . Однако он не может преобразовать ошибки ников магистрали 5 '→ 3'. [6] Pol V также не обладает экзонуклеазной активностью, что делает невозможным корректировку синтеза , что делает его подверженным ошибкам. [7]

SOS ответ [ править ]

SOS-ответ у E. coli пытается ослабить эффект повреждающего стресса на клетку. Роль Pol V в SOS-реакции, вызванной УФ-излучением, описывается следующим образом:

  1. Pol III останавливается на месте поражения.
  2. Хеликаза репликации ДНК DnaB продолжает расширять репликационную вилку, создавая сегменты одноцепочечной ДНК (оцДНК) перед поражением.
  3. Связывающие белки оцДНК (SSB) стабилизируют оцДНК.
  4. RecA набирается и загружается в ssDNA с помощью RecFOR, заменяя SSB . Формирование нуклеопротеиновой филамента RecA (RecA *).
  5. RecA действует через белки-медиаторы, чтобы активировать Pol V (см. Регламент).
  6. Pol V обращается к 3'-OH растущей цепи ДНК и удлиняет цепь за место поражения.
  7. Pol III возобновляет удлинение. [8]

Регламент [ править ]

Pol V экспрессируется в клетке только во время SOS-ответа. Он очень жестко регулируется на разных уровнях экспрессии белка и с помощью разных механизмов, чтобы избежать его активности, за исключением случаев, когда это абсолютно необходимо для выживания клетки. [8] Строгая регуляция Pol V проистекает из его низкой точности репликации, Pol V обладает сильным мутагенным действием и используется как последнее средство в механизмах репарации ДНК. Таким образом, экспрессия комплекса UmuD'2C занимает 45-50 минут после воздействия УФ-излучения. [6]

Транскрипционная регуляция [ править ]

Транскрипция генов SOS-ответа негативно регулируется репрессором LexA. LexA связывается с промотором оперона UmuDC и ингибирует транскрипцию гена. [1] Повреждение ДНК в клетке приводит к образованию RecA *. RecA * взаимодействует с LexA и стимулирует его протеолитическую активность , что приводит к авторасщеплению репрессора, освобождая оперон для транскрипции. Оперон UmuDC транскрибируется и транслируется в UmuC и UmuD. [5]

Посттрансляционное регулирование [ править ]

Образование комплекса UmuD'2C ограничено образованием UmuD 'из UmuD. [7] UmuD состоит из полипептида, состоящего из 139 аминокислотных остатков, которые образуют стабильную третичную структуру, однако его необходимо посттрансляционно модифицировать, чтобы он оставался в активной форме. [1] UmuD обладает собственной протеолитической активностью, которая активируется RecA, он удаляет 24 аминокислоты на N-конце , превращая его в UmuD '. UmuD 'может образовывать гомодимер и связываться с UmuC с образованием активного комплекса UmuD'2C. [5]

Функциональное регулирование [ править ]

Комплекс UmuD'2C неактивен, если не связан с RecA *. Pol V напрямую взаимодействует с RecA * на 3'-кончике нуклеопротеинового филамента; это место зарождающейся цепи ДНК, где Pol V перезапускает синтез ДНК . [8] Кроме того, было показано, что путь REV1 / REV3L / REV7 необходим для синтеза TLS, опосредованного ДНК-полимеразой V. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Sutton MD, Walker GC (июль 2001 г.). «Управление ДНК-полимеразами: координация репликации ДНК, репарация ДНК и рекомбинация ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (15): 8342–9. DOI : 10.1073 / pnas.111036998 . PMC  37441 . PMID  11459973 .
  2. ^ a b Ян W (февраль 2003 г.). «Ремонт повреждений ДНК-полимеразы Y» . Текущее мнение в структурной биологии . 13 (1): 23–30. DOI : 10.1016 / S0959-440X (02) 00003-9 . PMID 12581656 . 
  3. ^ Garrett RH (2013). Биохимия (1-е канадское издание). Торонто: образование Нельсона. п. 343. ISBN 9780176502652.
  4. ^ a b Гудман М.Ф., Вудгейт R (октябрь 2013 г.). «Транслезионные ДНК-полимеразы» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 5 (10): а010363. DOI : 10.1101 / cshperspect.a010363 . PMC 3783050 . PMID 23838442 .  
  5. ^ a b c Jarosz DF, Beuning PJ, Cohen SE, Walker GC (февраль 2007 г.). «ДНК-полимеразы Y-семейства в Escherichia coli». Тенденции в микробиологии . 15 (2): 70–7. DOI : 10.1016 / j.tim.2006.12.004 . ЛВП : 1721,1 / 70041 . PMID 17207624 . 
  6. ^ а б Патель М., Цзян К., Вудгейт Р., Кокс М. М., Гудман М. Ф. (июнь 2010 г.). «Новая модель SOS-индуцированного мутагенеза: как белок RecA активирует ДНК-полимеразу V» . Критические обзоры в биохимии и молекулярной биологии . 45 (3): 171–84. DOI : 10.3109 / 10409238.2010.480968 . PMC 2874081 . PMID 20441441 .  
  7. ^ a b Ян W (май 2014 г.). «Обзор ДНК-полимераз Y-семейства и тематическое исследование ДНК-полимеразы человека η» . Биохимия . 53 (17): 2793–803. DOI : 10.1021 / bi500019s . PMC 4018060 . PMID 24716551 .  
  8. ^ a b c Fuchs RP, Fujii S (декабрь 2013 г.). «Транслейсионный синтез ДНК и мутагенез у прокариот» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 5 (12): a012682. DOI : 10.1101 / cshperspect.a012682 . PMC 3839610 . PMID 24296168 .  
  9. ^ Doles Дж, Оливер Т.Г., Камерон Е.Р., Хсу G, Т Гнезда, Уокер ГХ, Hemann МТ (ноябрь 2010 г.). «Подавление Rev3, каталитической субъединицы Pol {zeta}, сенсибилизирует лекарственно-устойчивые опухоли легких к химиотерапии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (48): 20786–91. DOI : 10.1073 / pnas.1011409107 . PMC 2996428 . PMID 21068376 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : P0AG11 (белок E. coli UmuD) в PDBe-KB .