ДНК-полимераза бета
ПОЛБ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | POLB , ДНК-полимераза бета | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 174760 ; МГИ : 97740 ; Гомологен : 2013 г .; GeneCards : ПОЛБ ; ОМА : ПОЛБ – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Регуляторный элемент StemloopII в POLB | |
---|---|
![]() Прогнозируемая вторичная структура регуляторного элемента стволовой петли II (M2) в POLB | |
Идентификаторы | |
Символ | ПОЛБ |
Рфам | RF01455 |
Ген NCBI | 5423 |
HGNC | 9174 |
МОЙ БОГ | 174760 |
RefSeq | НМ_002690 |
Другие данные | |
РНК Тип | СНГ-рег. |
Домен(ы) | Млекопитающие |
Локус | Хр. 8 п11.2 |
PDB Структуры | ПДБе |
ДНК-полимераза бета , также известная как POLB , представляет собой фермент, присутствующий в эукариотах . У человека он кодируется POLB геном . [ 4 ]
Функция
[ редактировать ]В эукариотических клетках ДНК-полимераза бета (POLB) выполняет эксцизионную репарацию оснований (BER), необходимую для ДНК поддержания , репликации , рекомбинации и устойчивости к лекарствам. [ 4 ]
Митохондриальная ДНК клеток млекопитающих постоянно подвергается атаке кислородных радикалов, выделяющихся при производстве АТФ . Митохондрии клеток млекопитающих содержат эффективную систему эксцизионной репарации оснований, использующую POLB, которая устраняет некоторые часто встречающиеся окислительные повреждения ДНК . [ 5 ] Таким образом, POLB играет ключевую роль в поддержании стабильности митохондриального генома . [ 5 ]
Анализ точности репликации ДНК полимеразой бета в нейронах молодых и очень старых мышей показал, что старение не оказывает существенного влияния на точность синтеза ДНК полимеразой бета. [ 6 ] Считалось, что этот вывод свидетельствует против ошибочной теории катастроф старения. [ 6 ] [ 7 ]
Базовый иссеченный ремонт
[ редактировать ]Кабельоф и др. измерили способность восстанавливать повреждения ДНК по пути BER в тканях молодых (4-месячных) и старых (24-месячных) мышей. [ 8 ] Во всех исследованных тканях ( мозг , печень , селезенка и яички ) способность восстанавливать повреждения ДНК значительно снижалась с возрастом, а снижение способности к восстановлению коррелировало со снижением уровней ДНК-полимеразы бета как на уровне белка , так и на уровне информационной РНК . Многочисленные исследователи сообщают о накоплении повреждений ДНК с возрастом, особенно в головном мозге и печени. [ 9 ] Кабельоф и др. [ 8 ] предположили, что неспособность пути BER восстанавливать повреждения с течением времени может дать механистическое объяснение частым наблюдениям накопления повреждений ДНК с возрастом.
Регулирование экспрессии
[ редактировать ]ДНК-полимераза бета поддерживает целостность генома, участвуя в эксцизионной репарации оснований . Сверхэкспрессия мРНК POLB коррелирует с рядом типов рака, тогда как дефицит POLB приводит к гиперчувствительности к алкилирующим агентам , индуцированному апоптозу и хромосомным разрывам. Следовательно, важно, чтобы экспрессия POLB строго регулировалась. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Ген POLB активируется за счет CREB1 транскрипционного фактора связывания с элементом ответа цАМФ (CRE), присутствующим в промоторе гена POLB, в ответ на воздействие алкилирующих агентов. [ 14 ] [ 15 ] Экспрессия гена POLB также регулируется на посттранскрипционном уровне, поскольку было показано, что 3'- UTR мРНК POLB содержит три структуры «стебель-петля» , которые влияют на экспрессию генов. [ 16 ] Эти трехствольные петлевые структуры известны как M1, M2 и M3, где M2 и M3 играют ключевую роль в регуляции генов. M3 способствует экспрессии генов, поскольку он содержит сигнал полиаденилирования , за которым следует сайт расщепления и полиаденилирования, тем самым способствуя процессингу пре-мРНК . Было показано, что M2 является эволюционно консервативным, и посредством мутагенеза было показано, что эта структура стволовой петли действует как дестабилизирующий элемент РНК.
В дополнение к этим цис-регуляторным элементам, белке 3'UTR присутствующим в транс-действующем , считается, что HAX1 способствует регуляции экспрессии генов. Анализ трехгибридных дрожжей показал, что этот белок связывается с петлями стебля в 3'UTR мРНК POLB, однако точный механизм того, как этот белок регулирует экспрессию генов, еще предстоит определить.
Взаимодействия
[ редактировать ]Было показано, что ДНК-полимераза бета взаимодействует с PNKP. [ 17 ] и XRCC1 . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000031536 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б «Ген NCBI: ДНК-полимераза бета» .
- ^ Jump up to: а б Прасад Р., Чаглаян М., Дай Д.П., Надалутти К.А., Чжао М.Л., Гассман Н.Р. и др. (декабрь 2017 г.). «ДНК-полимераза β: недостающее звено основного механизма эксцизионной репарации в митохондриях млекопитающих» . Восстановление ДНК . 60 : 77–88. дои : 10.1016/j.dnarep.2017.10.011 . ПМЦ 5919216 . ПМИД 29100041 .
- ^ Jump up to: а б Субба Рао К., Мартин ГМ, Леб Л.А. (октябрь 1985 г.). «Верность ДНК-полимеразы-бета в нейронах молодых и очень старых мышей». Журнал нейрохимии . 45 (4): 1273–8. дои : 10.1111/j.1471-4159.1985.tb05553.x . ПМИД 3161998 . S2CID 84448241 .
- ^ Оргель Л.Е. (июнь 1973 г.). «Старение клонов клеток млекопитающих». Природа . 243 (5408): 441–5. Бибкод : 1973Natur.243..441O . дои : 10.1038/243441a0 . ПМИД 4591306 . S2CID 4153800 .
- ^ Jump up to: а б Кабелоф, округ Колумбия, Раффул Дж.Дж., Янамадала С., Ганир С., Го З., Хейдари А.Р. (март 2002 г.). «Ослабление эксцизионной репарации оснований ДНК-полимеразы бета-зависимой и повышение мутагенности, вызванной DMS, у старых мышей» . Мутационные исследования . 500 (1–2): 135–45. дои : 10.1016/s0027-5107(02)00003-9 . ПМК 3339152 . ПМИД 11890943 .
- ^ Бернштейн С., Бернштейн Х. (1991). Старение, пол и восстановление ДНК . Сан-Диего: Академическая пресса. стр. 46–60. ISBN 0-12-092860-4 .
- ^ Канитро И., Казо С., Фреше М., Буаяди К., Леска С., Саллес Б., Хоффманн Дж.С. (октябрь 1998 г.). «Сверхэкспрессия ДНК-полимеразы бета в клетках приводит к мутаторному фенотипу и снижению чувствительности к противораковым препаратам» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (21): 12586–90. Бибкод : 1998PNAS...9512586C . дои : 10.1073/pnas.95.21.12586 . ПМК 22874 . ПМИД 9770529 .
- ^ Бергольо В., Пиллэр М.Дж., Лакруа-Трики М., Рейно-Мессина Б., Канитрот И., Биет А. и др. (июнь 2002 г.). «Дерегулированная ДНК-полимераза бета вызывает нестабильность хромосом и онкогенез». Исследования рака . 62 (12): 3511–4. ПМИД 12067997 .
- ^ Бергольо В., Канитро И., Хогарт Л., Минто Л., Хауэлл С.Б., Казо К., Хоффманн Дж.С. (сентябрь 2001 г.). «Повышенная экспрессия и активность ДНК-полимеразы бета в опухолевых клетках яичника человека: влияние на чувствительность к противоопухолевым препаратам». Онкоген . 20 (43): 6181–7. дои : 10.1038/sj.onc.1204743 . ПМИД 11593426 . S2CID 30039904 .
- ^ Шривастава Д.К., Хусейн I, Артеага К.Л., Уилсон С.Х. (июнь 1999 г.). «Различия в экспрессии бета-полимеразы ДНК в избранных опухолях человека и клеточных линиях» . Канцерогенез . 20 (6): 1049–54. дои : 10.1093/carcin/20.6.1049 . ПМИД 10357787 .
- ^ Хе Ф., Ян Х.П., Шривастава Д.К., Уилсон Ш. (январь 2003 г.). «Экспрессия гена бета-полимеразы ДНК: промотор-активатор CREB-1 активируется в клетках яичника китайского хомячка под действием стресса, вызванного алкилирующим агентом ДНК». Биологическая химия . 384 (1): 19–23. дои : 10.1515/BC.2003.003 . ПМИД 12674496 . S2CID 33798724 .
- ^ Нараян С., Хе Ф., Уилсон С.Х. (август 1996 г.). «Активация промотора бета-полимеразы ДНК человека ДНК-алкилирующим агентом посредством индуцированного фосфорилирования белка-1, связывающего ответный элемент цАМФ» . Журнал биологической химии . 271 (31): 18508–13. дои : 10.1074/jbc.271.31.18508 . ПМИД 8702497 .
- ^ Сарновска Е., Гжибовска Е.А., Собчак К., Конопински Р., Вильчинска А., Шварц М. и др. (2007). «Структура шпильки внутри 3'UTR мРНК ДНК-полимеразы бета действует как посттранскрипционный регуляторный элемент и взаимодействует с Hax-1» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (16): 5499–510. дои : 10.1093/нар/gkm502 . ПМК 2018635 . ПМИД 17704138 .
- ^ Уайтхаус С.Дж., Тейлор Р.М., Тистлетуэйт А., Чжан Х., Карими-Бушери Ф., Ласко Д.Д. и др. (январь 2001 г.). «XRCC1 стимулирует активность полинуклеотидкиназы человека на поврежденных концах ДНК и ускоряет восстановление одноцепочечных разрывов ДНК» . Клетка . 104 (1): 107–17. дои : 10.1016/S0092-8674(01)00195-7 . ПМИД 11163244 . S2CID 1487128 .
- ^ Ван Л., Бхаттачарья Н., Челси ДМ, Эскобар П.Ф., Банерджи С. (ноябрь 2004 г.). «Новый ядерный белок MGC5306 взаимодействует с ДНК-полимеразой бета и играет потенциальную роль в клеточном фенотипе». Исследования рака . 64 (21): 7673–7. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-04-2801 . ПМИД 15520167 . S2CID 35569215 .
- ^ Фан Дж., Оттерлей М., Вонг Х.К., Томкинсон А.Е., Уилсон Д.М. (2004). «XRCC1 локализуется и физически взаимодействует с PCNA» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (7): 2193–201. дои : 10.1093/nar/gkh556 . ПМК 407833 . ПМИД 15107487 .
- ^ Кубота Ю., Нэш Р.А., Клунгланд А., Шер П., Барнс Д.Э., Линдал Т. (декабрь 1996 г.). «Восстановление эксцизионной репарации оснований ДНК очищенными белками человека: взаимодействие между ДНК-полимеразой бета и белком XRCC1» . Журнал ЭМБО . 15 (23): 6662–70. дои : 10.1002/j.1460-2075.1996.tb01056.x . ПМК 452490 . ПМИД 8978692 .
- ^ Бхаттачария Н., Банерджи С. (июль 2001 г.). «Новая роль XRCC1 в функциях бета-варианта ДНК-полимеразы». Биохимия . 40 (30): 9005–13. дои : 10.1021/bi0028789 . ПМИД 11467963 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Датэ Т., Танихара К., Ямамото С., Номура Н., Мацукаге А. (сентябрь 1992 г.). «Два участка мРНК бета-полимеразы ДНК человека подавляют трансляцию в Escherichia coli» . Исследования нуклеиновых кислот . 20 (18): 4859–64. дои : 10.1093/нар/20.18.4859 . ПМК 334243 . ПМИД 1408801 .
- Ван Л., Патель У., Гош Л., Банерджи С. (сентябрь 1992 г.). «Мутации бета-полимеразы ДНК при колоректальном раке человека». Исследования рака . 52 (17): 4824–7. ПМИД 1511447 .
- Токуи Т., Инагаки М., Нисидзава К., Ятани Р., Кусагава М., Аджиро К. и др. (июнь 1991 г.). «Инактивация ДНК-полимеразы бета путем фосфорилирования in vitro протеинкиназой C» . Журнал биологической химии . 266 (17): 10820–4. дои : 10.1016/S0021-9258(18)99092-7 . ПМИД 2040602 .
- СенГупта Д.Н., Змудзка Б.З., Кумар П., Кобианчи Ф., Сковронски Дж., Уилсон Ш.Х. (апрель 1986 г.). «Последовательность мРНК бета-ДНК-полимеразы человека, полученная путем клонирования кДНК» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 136 (1): 341–7. дои : 10.1016/0006-291X(86)90916-2 . ПМИД 2423078 .
- Змудзка Б.З., Форнас А, Коллинз Дж., Уилсон Ш. (октябрь 1988 г.). «Характеристика мРНК ДНК-полимеразы бета: клеточный цикл и реакция роста в культивируемых клетках человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 16 (20): 9587–96. дои : 10.1093/нар/16.20.9587 . ПМЦ 338765 . ПМИД 2460824 .
- Уайден С.Г., Кедар П., Уилсон С.Х. (ноябрь 1988 г.). «Ген бета-полимеразы человека. Структура 5'-фланкирующей области и активный промотор» . Журнал биологической химии . 263 (32): 16992–8. дои : 10.1016/S0021-9258(18)37488-X . ПМИД 3182828 .
- Эбботтс Дж., СенГупта Д.Н., Змудзка Б., Виден С.Г., Нотарио В., Уилсон Ш.Х. (февраль 1988 г.). «Экспрессия человеческой ДНК-полимеразы бета в Escherichia coli и характеристика рекомбинантного фермента». Биохимия . 27 (3): 901–9. дои : 10.1021/bi00403a010 . ПМИД 3284575 .
- Добаши Ю., Кубота Ю., Шуин Т., Ториго С., Яо М., Хосака М. (апрель 1995 г.). «Полиморфизмы в гене бета-полимеразы ДНК человека». Генетика человека . 95 (4): 389–90. дои : 10.1007/bf00208961 . ПМИД 7705833 . S2CID 22658070 .
- Чаан Ю.Дж., Акерман С., Шеперд Н.С., Макбрайд О.В., Уайден С.Г., Уилсон С.Х., Вуд Т.Г. (июль 1994 г.). «Структура гена бета-полимеразы ДНК человека. Доказательства альтернативного сплайсинга при экспрессии генов» . Исследования нуклеиновых кислот . 22 (14): 2719–25. дои : 10.1093/нар/22.14.2719 . ПМК 308239 . ПМИД 7914364 .
- Маруяма К., Сугано С. (январь 1994 г.). «Олиго-кэпирование: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Джин . 138 (1–2): 171–4. дои : 10.1016/0378-1119(94)90802-8 . ПМИД 8125298 .
- Чанг М., Бермер Г.К., Суизи Дж., Лёб Л.А., Эдельхофф С., Дистече К.М. и др. (май 1994 г.). «Доказательства против ДНК-полимеразы бета как гена-кандидата синдрома Вернера». Генетика человека . 93 (5): 507–12. дои : 10.1007/bf00202813 . PMID 8168825 . S2CID 34824853 .
- Чаан Ю.Дж., Штраус П.Р., Вуд Т.Г., Уилсон Ш.Х. (август 1996 г.). «Идентификация новых изоформ мРНК бета-полимеразы ДНК человека». ДНК и клеточная биология . 15 (8): 653–9. дои : 10.1089/dna.1996.15.653 . ПМИД 8769567 .
- Пеллетье Х., Савайя М.Р., Вольфл В., Уилсон Ш., Краут Дж. (октябрь 1996 г.). «Кристаллические структуры бета-полимеразы ДНК человека в комплексе с ДНК: значение для каталитического механизма, процессивности и точности». Биохимия . 35 (39): 12742–61. дои : 10.1021/bi952955d . ПМИД 8841118 .
- Пеллетье Х., Савайя М.Р., Вольфл В., Уилсон Ш., Краут Дж. (октябрь 1996 г.). «Структурная основа мутагенности ионов металлов и селективности нуклеотидов в бета-полимеразе ДНК человека». Биохимия . 35 (39): 12762–77. дои : 10.1021/bi9529566 . ПМИД 8841119 .
- Пеллетье Х., Савайя М.Р. (октябрь 1996 г.). «Характеристика связывающих ионы металлов мотивов спираль-шпилька-спираль в бета-полимеразе ДНК человека с помощью рентгеноструктурного анализа». Биохимия . 35 (39): 12778–87. дои : 10.1021/bi960790i . ПМИД 8841120 .
- Кубота Ю., Нэш Р.А., Клунгланд А., Шер П., Барнс Д.Э., Линдал Т. (декабрь 1996 г.). «Восстановление эксцизионной репарации оснований ДНК очищенными белками человека: взаимодействие между ДНК-полимеразой бета и белком XRCC1» . Журнал ЭМБО . 15 (23): 6662–70. дои : 10.1002/j.1460-2075.1996.tb01056.x . ПМК 452490 . ПМИД 8978692 .
- Беннетт Р.А., Уилсон Д.М., Вонг Д., Демпл Б. (июль 1997 г.). «Взаимодействие апуриновой эндонуклеазы человека и ДНК-полимеразы бета в пути эксцизионной репарации основания» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (14): 7166–9. Бибкод : 1997PNAS...94.7166B . дои : 10.1073/pnas.94.14.7166 . ПМК 23779 . ПМИД 9207062 .
- Савая М.Р., Прасад Р., Уилсон С.Х., Краут Дж., Пеллетье Х. (сентябрь 1997 г.). «Кристаллические структуры бета-полимеразы ДНК человека в комплексе с ДНК с разрывами и разрывами: свидетельства механизма индуцированной подгонки». Биохимия . 36 (37): 11205–15. дои : 10.1021/bi9703812 . ПМИД 9287163 .
- Бхаттачарья Н., Банерджи С. (сентябрь 1997 г.). «Вариант ДНК-полимеразы бета действует как доминантно-негативный мутант» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (19): 10324–9. Бибкод : 1997PNAS...9410324B . дои : 10.1073/pnas.94.19.10324 . ПМК 23361 . ПМИД 9294209 .
- Сузуки Ю, Ёситомо-Накагава К, Маруяма К, Суяма А, Сугано С (октябрь 1997 г.). «Создание и характеристика библиотеки кДНК, обогащенной по полной длине и по 5'-концу». Джин . 200 (1–2): 149–56. дои : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3 . ПМИД 9373149 .
- Тан XH, Чжао М., Пан К.Ф., Донг Ю, Донг Б, Фэн Г.Дж. и др. (март 2005 г.). «Частые мутации, связанные со сверхэкспрессией ДНК-полимеразы бета в первичных опухолях и предраковых поражениях желудка человека». Письма о раке . 220 (1): 101–14. дои : 10.1016/j.canlet.2004.07.049 . ПМИД 15737693 .