ДНК-полимераза V

ДНК-полимераза V (Pol V ) - фермент полимераза, участвующий в механизмах репарации ДНК у прокариотических бактерий, таких как Escherichia coli. Он состоит из гомодимера UmuD ' и мономера UmuC , образуя белковый комплекс UmuD'2C. Он является частью Y-семейства ДНК-полимераз, которые способны выполнять транслезионный синтез ДНК (TLS). Полимеразы трансформации обходят повреждения ДНК во время репликации ДНК - если повреждение не восстанавливается или не обходится, репликационная вилка может остановиться и привести к гибели клетки. 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 синтеза ДНК после воздействия УФ-света. Полимеразная функция Pol V не была обнаружена до конца 1990-х годов, когда был успешно извлечен UmuC, последующие эксперименты однозначно доказали, что UmuD'2C является полимеразой. Это открытие привело к обнаружению многих ортологов Pol V и открытию семейства полимераз Y.

• 1 Функция
  • 1.1 SOS-реакция
• 2 Регулирование
  • 2.1 Транскрипционная регуляция
    • 2.1.1 Посттрансляционная регуляция
    • 2.1.2 Функциональная регуляция
• 3 Ссылки
• 4 Внешние ссылки

Pol V функционирует как TLS ( транслезионный синтез ДНК) полимеразы в E. coli как часть SOS-ответа на повреждение ДНК. Когда ДНК повреждена, обычные полимеразы синтеза ДНК не могут добавлять дНТФ во вновь синтезированную цепь. ДНК-полимераза III (Pol III) представляет собой обычную ДНК-полимеразу 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. 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'. Pol V также не обладает активностью экзонуклеазы, что делает невозможным корректировать синтез, что приводит к возникновению ошибок.

SOS-ответ

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

1. Pol III останавливается в месте поражения.
2. геликаза репликации ДНК DnaB продолжает расширять репликационная вилка, создающая сегменты одноцепочечной ДНК (оцДНК) перед поражением.
3. связывающие оцДНК белки (SSB) стабилизируют оцДНК.
4. RecA набирается и загружается на оцДНК RecFOR заменяет SSB. Формирование нуклеопротеиновой нити RecA (RecA *).
5. RecA действует через медиаторные белки для активации Pol V (см. Регламент).
6. Pol V получает доступ к 3'-OH растущей цепи ДНК и удлиняет цепь
7. Pol III возобновляет удлинение.

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. Строгая регуляция Pol V проистекает из его низкой точности репликации, Pol V обладает высокой мутагенностью и используется в качестве последнего средства в механизмах восстановления ДНК. Таким образом, экспрессия комплекса UmuD'2C занимает 45–50 минут после воздействия УФ-излучения.

Регуляция транскрипции

Транскрипция генов SOS-ответа регулируется отрицательно репрессором LexA. LexA связывается с промотором оперона UmuDC и ингибирует транскрипцию гена. 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.

Посттрансляционная регуляция

Образование комплекса UmuD'2C ограничено образованием UmuD 'из UmuD. UmuD состоит из полипептида со 139 аминокислотными остатками, которые образуют стабильную третичную структуру, однако он должен быть посттрансляционно модифицирован, чтобы находиться в его активной форме. 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.

Функциональная регуляция

Комплекс UmuD'2C неактивен, если он 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. Кроме того, было показано, что путь REV1 / REV3L / REV7 необходим для синтеза TLS, опосредованного ДНК-полимеразой V.

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