AlkD - AlkD

AlkD отображается зеленым цветом. Нить ДНК обозначена красным и синим цветом.[1]

AlkD (Алкилпурингликозилаза D) является фермент принадлежащий семье ДНК гликозилазы которые участвуют в Ремонт ДНК.[2] Он был обнаружен группой норвежских биологов из Осло в 2006 году. Изолирован от почвенного жилого Грамположительные бактерии Bacillus cereus, вместе с другим ферментом AlkC. AlkC и AlkD, скорее всего, происходят из одного и того же белка, на что указывает их близкое сходство. Они также встречаются в других прокариоты. Среди эукариоты, они встречаются только в одноклеточные виды только, например, Entamoeba histolytica и Dictyostelium discoideum.[3] Фермент специально нацелен на 7 мг (метил-гуанин ) в ДНК и поэтому является уникальным среди ДНК-гликозилаз. Он также может действовать на другие метилпурины с меньшим сродством. Это указывает на то, что фермент специфичен для обнаружения и резки (иссечение ) химически модифицированных оснований из ДНК, ровно в 7 мг, всякий раз, когда есть ошибки в репликация. Он в 100 раз увеличивает скорость гидролиза 7 мгГ по сравнению со спонтанной депуринизацией. Таким образом, он защищает геном от вредных изменений, вызванных химическими веществами и агентами окружающей среды. Его Кристальная структура был описан в 2008 году.[4] Это первая Повторяющийся белок HEAT определены для взаимодействия с нуклеиновые кислоты или содержать ферментативную активность.[5]

Структура

AlkD (зеленый) распознает ДНК (разноцветную) через повторяющиеся мотивы HEAT.

AlkD состоит из 237 аминокислоты, и имеет размер молекулы 25 кДа. Он состоит из тандемного массива спиральный повторы, напоминающие мотивы HEAT, которые, как известно, облегчают белок-белковые взаимодействия и еще не связаны со связыванием ДНК или каталитической активностью. Это одноцепочечный белок с α-спиральным доменом. Весь домен белка состоит из доменов повторов HEAT, подобных тем, которые обнаруживаются в других белках.[6] Двенадцать из четырнадцати спиралей (αA-αN) образуют антипараллельную структуру и образуют шесть тандемно повторяющихся мотивов α-α, таких как αA / αC, αD / αE, αF / αG, αH / αI, αJ / αK и αL. / αM. Эти спиральные повторы сложены в сверхспиральный соленоид, в котором спирали B, C, E, G, I, K и M образуют вогнутую поверхность с ароматный расщелина в центре. Остатки в этой щели имеют решающее значение для деятельности по удалению основания. Вогнутая поверхность заряжена положительно и считается местом связывания ДНК,[4] а также для защиты от чувствительности бактерий к алкилирование агенты.[7]

Механизм действия

AlkD имеет уникальный механизм удаления оснований в ДНК. Вместо прямого взаимодействия с поврежденными (алкилированными) Часть ДНК, действует на соседний неповрежденный регион. Затем он вызывает переворачивание алкилированного и противоположного основания, сопровождаемое сжатием стопки ДНК. Затем экспонированная часть ДНК может быть удалена ферментативно путем гидролиз 7 мг.[1]

Рекомендации

  1. ^ а б Коссманн, Брэдли; Иванов, Ивайло; Бриггс, Джеймс М. (2014). «Алкилпурингликозилаза D использует формирование ДНК в качестве стратегии экструдирования и вырезания поврежденных оснований». PLOS вычислительная биология. 10 (7): e1003704. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1003704. ЧВК  4081403. PMID  24992034.
  2. ^ Университет Вандербильта (29 октября 2015 г.). «Открыт новый класс ферментов репарации ДНК». ScienceDaily. Получено 1 ноября 2015.
  3. ^ Алсет, Ингрун; Рогнес, Торбьёрн; Линдбек, Торил; Сольберг, Ингер; Робертсен, Кристин; Кристиансен, Кнут Иван; Майнери, Давиде; Лиллехаген, Люси; Колстё, Анн-Брит; Бьёрас, Магнар (2006). "Новое суперсемейство белков включает две новые 3-метиладенин-ДНК-гликозилазы. Bacillus cereus, AlkC и AlkD ". Молекулярная микробиология. 59 (5): 1602–1609. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2006.05044.x. ЧВК  1413580. PMID  16468998.
  4. ^ а б Рубинсон, Эмили Х .; Мец, Одри Х .; О'Куин, Джами; Эйхман, Брандт Ф. (2008). «Новая белковая архитектура для обработки поврежденной алкилированием ДНК: кристаллическая структура ДНК-гликозилазы AlkD». Журнал молекулярной биологии. 381 (1): 13–23. Дои:10.1016 / j.jmb.2008.05.078. ЧВК  3763988. PMID  18585735.
  5. ^ Брукс, Соня С .; Адхикари, сурадж; Рубинсон, Эмили Х .; Эйхман, Брандт Ф. (2013). «Последние достижения в структурных механизмах ДНК-гликозилаз». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика. 1834 (1): 247–271. Дои:10.1016 / j.bbapap.2012.10.005. ЧВК  3530658. PMID  23076011.
  6. ^ Рубинсон, Эмили Х .; Gowda, A. S. Prakasha; Spratt, Thomas E .; Голд, Барри; Эйхман, Брандт Ф. (2010). «Беспрецедентный механизм захвата нуклеиновой кислоты для удаления повреждений ДНК». Природа. 468 (7322): 406–411. Дои:10.1038 / природа09428. ЧВК  4160814. PMID  20927102.
  7. ^ Далхус, B; Helle, IH; Backe, PH; Alseth, I; Rognes, T; Bjørås, M; Лаердал, Дж. К. (2007). «Структурное понимание репарации алкилированной ДНК новым суперсемейством ДНК-гликозилаз, содержащим HEAT-подобные повторы». Исследования нуклеиновых кислот. 35 (7): 2451–2459. Дои:10.1093 / нар / гкм039. ЧВК  1874660. PMID  17395642.