ДНК-зажим

Вид сверху и сбоку гомотример скользящего зажима PCNA человека ( цвета радуги, N-конец = синий, С-конец = красный) с двухцепочечной ДНК, моделируемой через центральную пору (пурпурный). Крио -ЭМ структура связанного с ДНК процессивного комплекса PolD-PCNA Структурная основа связывания ДНК комплексом PolD-PCNA

A ДНК-зажим, также известный как скользящий зажим или β -clamp, это белок com plex, который служит фактором, способствующим процессивности в репликации ДНК. Как важный компонент холофермента ДНК-полимеразы III, фиксирующий белок связывает ДНК-полимеразу и предотвращает диссоциацию этого фермента от матрицы ДНК прядь. Зажим-полимераза белок-белковые взаимодействия сильнее и специфичнее, чем прямые взаимодействия между полимеразой и цепью матричной ДНК; поскольку одной из стадий ограничения скорости в реакции синтеза ДНК является ассоциация полимеразы с матрицей ДНК, наличие скользящего зажима резко увеличивает количество нуклеотидов, которые полимераза может добавляться к растущей нити за одно событие ассоциации. Наличие зажима ДНК может увеличить скорость синтеза ДНК до 1000 раз по сравнению с непроцессорной полимеразой.

• 1 Структура
  • 1,1 Бактериальная
  • 1,2 В качестве мишени для лекарственного средства
  • 1,3 Эукариот
  • 1.4 Вирус
• 2 Сборка
• 3 Ссылки
• 4 Дополнительная литература
• 5 Внешние ссылки

Зажимная складка ДНК - это α + β белок, который собирается в мультимерную структуру, которая полностью окружает двойную спираль ДНК, когда полимераза добавляет нуклеотидов к растущей цепи. Зажим ДНК собирается на ДНК в репликационной вилке и «скользит» по ДНК вместе с продвигающейся полимеразой, чему способствует слой молекул воды в центральной поре зажима между ДНК и поверхность белка. Из-за тороидальной формы собранного мультимера зажим не может диссоциировать от цепи матрицы, не диссоциируя также на мономеры.

Зажимная складка ДНК обнаруживается у бактерий, археи, эукариоты и некоторые вирусы. У бактерий скользящий зажим представляет собой гомодимер, состоящий из двух идентичных бета-субъединиц ДНК-полимеразы III, и поэтому называется бета-зажимом. У архей и эукариот это тример, состоящий из трех молекул PCNA. Бактериофаг T4 также использует скользящий зажим, называемый gp45, который представляет собой тример, сходный по структуре с PCNA, но не имеющий гомологии последовательности ни с PCNA, ни с бактериальным бета-зажимом. 250>Мультимерное состояниеАссоциированная полимеразаБактерии бета-субъединица pol IIIдимерДНК-полимераза III Археи архей PCNA тримерpol εэукариот PCNA тримерДНК-полимераза дельта Вирус gp43 / gp45тримерRB69 Pol / T4 Pol

Бактериальная

субъединица бета-ДНК-полимеразы III
Кристаллографическая структура димерной субъединицы бета-ДНК-полимеразы из E. coli.
Идентификаторы
Организм	Escherichia coli
Символ	dnaN
Entrez	948218
PDB	1MMI
RefSeq (Prot)	NP_418156
UniProt	P0A988
Другие данные
Номер EC	2.7.7.7
Хромосома	MG1655: 3,88 - 3,88 Мб
Поиск Структуры Швейцарский- модель Домены InterPro

бета-зажим представляет собой специфический ДНК-зажим и субъединицу холофермента ДНК-полимеразы III, обнаруженного в бактериях. Две бета-субъединицы собираются вокруг ДНК за счет гамма-субъединицы и гидролиза АТФ; эта сборка называется комплексом предварительного инициирования. После сборки вокруг ДНК сродство бета-субъединиц к субъединице гамма заменяется сродством к альфа- и эпсилон-субъединицам, которые вместе создают полный холофермент. ДНК-полимераза III - это первичный ферментный комплекс, участвующий в прокариотической репликации ДНК.

Гамма-комплекс ДНК-полимеразы III, состоящий из субъединиц γδδ'χψ, катализирует АТФ в шаперон две бета-субъединицы для связывания с ДНК. После связывания с ДНК бета-субъединицы могут свободно скользить по двухцепочечной ДНК. Бета-субъединицы, в свою очередь, связывают комплекс полимеразы αε. Субъединица α обладает активностью ДНК-полимеразы, а субъединица ε представляет собой 3'-5 'экзонуклеазу.

Бета-цепь бактериальной ДНК-полимеразы III состоит из трех топологически эквивалентных доменов (N-вывод, центральный и C-вывод ). Две молекулы бета-цепи тесно связаны, образуя замкнутое кольцо, окружающее дуплексную ДНК.

ДНК-полимераза III, бета-цепь Идентификаторы Символ DNA_polIII_beta Pfam PF00712 InterPro IPR001001 SMART SM00480 SCOPe 2pol / SUPFAM Доступные структуры белков: Pfam структуры / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum обзор структуры PDB 1jqj, 1jql, 1mmi, 1ok7, 1unn, 1vpk, 2pol, 3bep, 3d1e, 3d1f, 3d1g ​

ДНК-полимераза III, бета-цепь,. N-конец Идентификаторы Символ DNA_pol3_beta Pfam PF00712 InterPro IPR022634 Доступные структуры белка: структуры Pfam / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum обзор структуры

ДНК-полимераза III, бета-цепь,. центральная Идентификаторы Символ ДНК_pol3_beta_2 Pfam PF02767 InterPro IPR022637 Доступные структуры белков: структуры Pfam / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum обзор структуры

ДНК-полимераза III, бета-цепь,. С-конец Идентификаторы Символ ДНК_pol3_beta_3 Pfam PF02768 InterPro IPR022635 Доступные структуры белка: структуры Pfam / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum краткое описание структуры

В качестве лекарственной мишени

Некоторые НПВП (карпрофен, бромфенак и ведапрофен) демонстрируют некоторое подавление репликации бактериальной ДНК посредством ингибирование бактериального зажима ДНК.

эукариот

ядерный антиген пролиферирующих клеток
Собранный зажим ДНК человека, тример человеческого белка PCNA.
Идентификаторы
Символ	PCNA
Ген NCBI	5111
HGNC	8729
OMIM	176740
PDB	1axc
RefSeq	NM_002592
UniProt	P12004
Другие данные
Номер ЕС	2.7.7.7
Locus	Chr. 20 pter-p12

Скользящий зажим у эукариот собран из специфической субъединицы дельта ДНК-полимеразы, называемой ядерным антигеном пролиферирующих клеток (PCNA ). N-концевой и C-концевой домены PCNA топологически идентичны. Три молекулы PCNA тесно связаны, образуя замкнутое кольцо, охватывающее дуплекс ДНК.

Последовательность PCNA хорошо консервативна у растений, животных и грибов, что указывает на сильное селективное давление на сохранение структуры и предполагает, что этот тип механизма репликации ДНК сохраняется у эукариот. Гомологи PCNA были также идентифицированы у архей (Euryarchaeota и Crenarchaeota ), а также у Paramecium bursaria Chlorella virus 1 (PBCV-1) и в вирусы ядерного полиэдроза.

Ядерный антиген пролиферирующих клеток, N-концевой домен Идентификаторы Символ PCNA_N Pfam PF00705 InterPro IPR000730 PROSITE PDOC00265 SCOPe 1plq / SUPFAM Доступные белковые структуры: Pfam структуры / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum обзор структуры PDB 1axc C: 1–125 1ge8 A: 3–92 1isq A: 3–92 1iz4 A: 3–92 1iz5 A: 3–92 1plq : 1–125 1plr : 1–125 1rwz A: 1–114 1rxm A: 1–114 1rxz A: 1–114 1u76 C: 1–125 1u7b A: 1–125 1ud9 C: 11–100 1ul1 A: 1–125 1vyj G: 1–125 1vym C: 1–125 1w60 B: 1–125

Ядерный антиген пролиферирующих клеток, C-концевой домен Идентификаторы Символ PCNA_C Pfam PF02747 InterPro IPR000730 PROSITE PDOC00265 SCOPe 1plq / SUPFAM Доступные белковые структуры: Pfam структуры / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum обзор структуры PDB 1axc C: 127–254 1ge8 A: 203–246 1isq A: 203–246 1iz4 A: 203–246 1iz5 A: 203–246 1plq : 127–254 1plr : 127–254 1rwz A: 121–241 1rxm A: 121–241 1rxz A: 121–241 1u76 C: 127–254 1u7b A: 127–254 1ud9 C: 200–243 1ul1 A: 127–254 1vyj G: 127–254 1vym C: 127–254 1w60 B: 127–254

Вирусный

дополнительный белок ДНК-полимеразы 45
Кристаллографическая структура скользящего зажима тримерного gp45 от бактериофага T4.
Идентификаторы
Организм	энтеробактерии фаг T4
Символ	gp45
Entrez	1258821
PDB	1CZD
RefSeq (Prot)	NP_049666
UniProt	P04525
Прочие данные
Номер EC	2.7.7.7
Хромосома	1: 0,03 - 0,03 Мб
Поиск структур Швейцарская модель Домены InterPro

Белок субъединицы скользящего зажима вируса gp45 содержит два домена. Каждый домен состоит из двух альфа-спиралей и двух бета-листов - складка дублирована и имеет внутреннюю псевдодвойную симметрию. Три молекулы gp45 тесно связаны с образованием замкнутого кольца дуплексной ДНК.

Скользящий зажим Gp45, N-конец Идентификаторы Символ DNA_pol_proc_fac Pfam PF02916 InterPro IPR004190 Доступные белковые структуры: Структуры Pfam / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum краткое описание структуры PDB 1b77 1b8h 1czd ​

скользящий зажим GP45, клемма C Идентификаторы Символ Gp45_slide_clamp_C Pfam PF09116 InterPro IPR015200 Доступные белковые структуры: Pfam структуры / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum краткое описание структуры PDB 1b77 1b8h 1czd ​

Скользящие зажимы загружаются на связанные с ними цепи матрицы ДНК специализированными белками, известными как «загрузчики скользящих зажимов », которые также разбирают зажимы после завершения репликации. Сайты связывания этих белков-инициаторов перекрываются с сайтами связывания ДНК-полимеразы, поэтому зажим не может одновременно связываться с загрузчиком зажима и с полимеразой. Таким образом, зажим не будет активно разбираться, пока полимераза остается связанной. Зажимы ДНК также связаны с другими факторами, участвующими в гомеостазе ДНК и генома, такими как факторы сборки нуклеосомы, лигазы фрагмента Окадзаки и белки репарации ДНК. Все эти белки также имеют общий сайт связывания на зажиме ДНК, который перекрывается с сайтом загрузки зажима, гарантируя, что зажим не будет удален, пока какой-либо фермент все еще работает с ДНК. Активность загрузчика зажима требует гидролиза АТФ, чтобы «закрыть» зажим вокруг ДНК.

• Борьба с патогенными бактериями - как отключить ключевой комплекс ДНК-полимеразы. Язвительно на PDBe

• Уотсон Дж. Д., Бейкер Т. А., Белл С. П., Ганн А., Левин М., Лосик Р. (2004). Молекулярная биология гена. Сан-Франциско: Пирсон / Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0-8053-4635-0.

Викискладе есть материалы, связанные с зажимами ДНК.

• складками зажимов ДНК SCOP
• Архитектура бокса CATH
• зажим + белок + DnaN, + E + coli в Национальной медицинской библиотеке США Медицинские предметные рубрики (MeSH)