Дезоксирибонуклеаза IV
| Дезоксирибонуклеаза IV (индуцированная фагом Т4) | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.1.21.2 | ||
| Номер CAS. | 63363-78-0 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| |||
Дезоксирибонуклеаза IV (индуцированная фагом Т4) ( EC 3.1.21.2 , эндодезоксирибонуклеаза IV (индуцированная фагом Т4 ) , эндонуклеаза IV E. coli , эндодезоксирибонуклеаза , реоксиэндонуклеаза , дезоксирибоэндонуклеаза , эндонуклеаза II Escherichia coli , эндонуклеаза II , ДНК-аденин-трансфераза ) катализирует деградацию нуклеотидов [1] в DsDNA , атакуя 5'-конец. [2] [3] [4]
Дезоксирибонуклеаза IV представляет собой тип дезоксирибонуклеазы, обладающий как экзонуклеолитической, так и эндонуклеолитической активностью. [1] Он функционирует в абазовых или апуриново-апиримидиновых сайтах, когда клетка подвергается пути эксцизионной репарации нуклеотидов . [5] Кроме того, эндонуклеаза IV состоит из нескольких активностей, таких как AP-эндонуклеаза, 3'-диэстераза, 3'->5'-экзонуклеаза и 3'-фосфатаза. [6]
Эндонуклеаза IV кодируется denB бактериофага Т4, а ее связывающая последовательность представляет собой 5'-dT||dCdAdCdTdTdC-3'. Было обнаружено, что остаток серина 176 играет решающую роль в увеличении скорости гидролиза эндонуклеазой консенсусной последовательности, содержащей цитидин. Эндонуклеаза IV относится к группе, структурно напоминающей апиримидиновую эндонуклеазу I (APE1). [7]
Открытие
[ редактировать ]Дезоксирибонуклеаза IV была впервые выделена из тканей кролика в 1968 году. В частности, Линдал обнаружил ее в костном мозге кролика. [8] Его молекулярная масса была определена как 42 000 дальтон . Было обнаружено, что этот фермент напоминает некоторых микробных эндонуклеаз активность ДНК-полимеразы, которую я обнаружил в Escherichia coli , которая, по-видимому, необходима для репарации и рекомбинации ДНК. [9] Он также напоминает гамма-экзонуклеазу, выполняющую важную функцию при рекомбинации бактериофага. [10]
Структура
[ редактировать ]ДНКаза IV состоит из 185 аминокислотных остатков, магния кофактором которых являются ионы . Ионы двухвалентных металлов, такие как Mg²⁺, действуют как кофактор при расщеплении 5'-мононуклеотидов. [11] ДНКаза IV предпочитает атаковать нативную ДНК, действуя как эндонуклеаза, с помощью ионов металлов Mg++ или Mn++. [12] Его бета-цилиндрическое ядро TIM окружено спиралями с тремя ионами металлов — либо тремя Zn2+, либо двумя Zn2+ и одним Mn2+, которые играют решающую роль в эксцизионном восстановлении AP. [13]
Функция
[ редактировать ]ДНКаза IV атакует дцДНК на 5'-концах, высвобождая 5'-мононуклеотиды, но не атакует какие-либо мономеры в полидезоксирибонуклеотидах случайным образом. Он расщепляет полидезоксирибонуклеотиды экзонуклеолитическим способом с 5'-конца, то есть удаляет нуклеотидную цепь, примыкающую к 5'-концу, а не расщепляет нуклеотид, расположенный в середине цепи. ДНКаза IV действует, одновременно атакуя несколько полинуклеотидных цепей. [10] Поскольку он не расщепляет дцДНК процессивным путем, скорость гидролиза этого фермента по кинетике выше, чем у нативной ДНК. [14] ДНКаза IV не распознает специфические последовательности ДНК для неступенчатого расщепления. Однако для этого требуются две пары оснований в одном сайте расщепления, а другой сайт расщепления двухцепочечной ДНК должен иметь более 10 пар оснований. [12]
Активность ферментов в клеточной среде и ДНК
[ редактировать ]70% общей активности ДНКазы IV обнаружено в цитоплазме, а 30% - в ядрах клеток. [1] В организме человека ДНКаза IV была необходима для расщепления промежуточного продукта реакции, образующегося в результате смещения цепи матрицы во время заполнения пробела. [15]
Во время активности эндонуклеазы конформационные изменения в ДНК происходят таким образом, что обнажается абазический сайт путем изгиба ДНК на 90 градусов, что включает в себя перемещение сахарного фрагмента в небольшой карман, который не может образовывать пару оснований Уотсона-Крика. [13]
ДНКаза IV действует на репарацию двухцепочечной ДНК, разрывая фосфодиэфирные связи, но количество расщеплений этим ферментом меньше, чем степень полимеризации ДНК. [14]
Разница между ДНКазой III и ДНКазой IV
[ редактировать ]В экстрактах сырых клеток лимфоидных органов ДНКаза III и ДНКаза IV проявляют большую активность, поскольку активность ДНКазы I ингибируется. Активность ДНКазы III и ДНКазы IV зависит от двух Mg++ в качестве кофакторов, и эти ферменты локализованы в ядрах клеток. Несмотря на то, что для функционирования им требуется один и тот же двухвалентный металл, существуют существенные различия в высвобождении полинуклеотидов. ДНКаза III расщепляет одну цепь ДНК с 3'-конца, а ДНКаза IV расщепляет двойную цепь ДНК с 5'-конца. [10] Поскольку ДНКаза III разрушает одноцепочечную ДНК, скорость гидролиза ДНКазы III выше, чем у ДНКазы IV. [1]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Робинс П., Паппин DJ, Вуд Р.Д., Линдал Т. (ноябрь 1994 г.). «Структурная и функциональная гомология между ДНКазой IV млекопитающих и 5'-нуклеазным доменом ДНК-полимеразы I Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 269 (46): 28535–28538. дои : 10.1016/s0021-9258(19)61935-6 . ПМИД 7961795 .
- ^ Фридберг ЕС, Голдтуэйт Д.А. (март 1969 г.). «Эндонуклеаза II E. coli. I. Выделение и очистка» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 62 (3): 934–940. Бибкод : 1969PNAS...62..934F . дои : 10.1073/pnas.62.3.934 . ПМК 223688 . ПМИД 4895219 .
- ^ Хади С.М., Голдтуэйт, Д.А. (декабрь 1971 г.). «Эндонуклеаза II Escherichia coli. Деградация частично депуринированной дезоксирибонуклеиновой кислоты». Биохимия . 10 (26): 4986–4993. дои : 10.1021/bi00802a024 . ПМИД 4944066 .
- ^ Садовский П.Д., Гурвиц Дж. (ноябрь 1969 г.). «Ферментативное расщепление дезоксирибонуклеиновой кислоты. I. Очистка и свойства эндонуклеазы II из инфицированной фагом Т4 Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 244 (22): 6182–6191. дои : 10.1016/S0021-9258(18)63523-9 . ПМИД 4310836 .
- ^ Фридберг ЕС, Хади С.М., Голдтуэйт Д.А. (ноябрь 1969 г.). «Эндонуклеаза II Escherichia coli. II. Ферментные свойства и исследования по деградации алкилированной и нативной дезоксирибонуклеиновой кислоты» . Журнал биологической химии . 244 (21): 5879–5889. дои : 10.1016/S0021-9258(18)63556-2 . ПМИД 4981786 .
- ^ Керинс С.М., Коллинз Р., McCarthy TV (январь 2003 г.). «Характеристика 3'-5' экзонуклеазной активности эндонуклеазы IV» . Журнал биологической химии . 278 (5): 3048–3054. дои : 10.1074/jbc.m210750200 . ПМИД 12444080 .
- ^ Хирано Н., Осима Х., Сакашита Х., Такахаси Х. (29 ноября 2007 г.). «Ser176 эндонуклеазы IV Т4 имеет решающее значение для рестриктированного и поляризованного dC-специфического расщепления одноцепочечной ДНК, участвующего в рестрикции dC-содержащей ДНК в хозяине Escherichia coli» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (20): 6692–6700. дои : 10.1093/нар/gkm722 . ПМК 2175332 . ПМИД 17913749 .
- ^ Грондал-Зокки, Г.; Верли, WG (15 января 1985 г.). «Дезоксирибонуклеаза IV из хроматина печени крысы и вырезание апуриновых участков из депуринированной ДНК» . Биохимический журнал . 225 (2): 535–542. дои : 10.1042/bj2250535 . ISSN 0264-6021 . ПМЦ 1144621 . ПМИД 3977844 .
- ^ Линдал Т., Галли Дж.А., Эдельман Г.М. (февраль 1969 г.). «Дезоксирибонуклеаза IV: новая экзонуклеаза из тканей млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 62 (2): 597–603. Бибкод : 1969ПНАС...62..597Л . дои : 10.1073/pnas.62.2.597 . ПМК 277851 . ПМИД 5256235 .
- ^ Jump up to: а б с Линдал Т., Галли Дж.А., Эдельман Г.М. (февраль 1969 г.). «Дезоксирибонуклеаза IV: новая экзонуклеаза из тканей млекопитающих» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 62 (2): 597–603. дои : 10.1073/pnas.62.2.597 . ПМЦ 277851 . ПМИД 5256235 .
- ^ Мишра, Северная Каролина (1995). Молекулярная биология нуклеаз . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 978-0-8493-7658-0 . OCLC 31436640 .
- ^ Jump up to: а б Кэмпбелл, Эйн М.; Уиндер, Фрэнк Г. (август 1983 г.). «Свойства дезоксирибонуклеазы 4 Aspergillus nidulans» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология . 746 (3): 125–132. дои : 10.1016/0167-4838(83)90065-1 . ПМИД 6349692 .
- ^ Jump up to: а б Цутакава С.Е., Лафранс-Ванасс Дж., Тайнер Дж.А. (июль 2014 г.). «Авангард в области восстановления ДНК, лицензирования и точности: нуклеазы восстановления ДНК и РНК лепят ДНК, чтобы дважды измерить, один раз отрезать» . Восстановление ДНК . 19 : 95–107. дои : 10.1016/j.dnarep.2014.03.022 . ПМК 4051888 . ПМИД 24754999 .
- ^ Jump up to: а б Линдал, Томас (февраль 1971 г.). «Схема действия дезоксирибонуклеазы IV млекопитающих» . Европейский журнал биохимии . 18 (3): 415–421. дои : 10.1111/j.1432-1033.1971.tb01258.x . ISSN 0014-2956 . ПМИД 5100828 .
- ^ Клунгланд А., Линдал Т. (июнь 1997 г.). «Второй путь завершения эксцизионного восстановления оснований ДНК человека: восстановление очищенными белками и потребность в ДНКазе IV (FEN1)» . Журнал ЭМБО . 16 (11): 3341–3348. дои : 10.1093/emboj/16.11.3341 . ПМК 1169950 . ПМИД 9214649 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Дезоксирибоэндонуклеаза + IV в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
