BamHI - BamHI
| БамЗДРАВСТВУЙ | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Эндонуклеаза рестрикции БамH I связан с неспецифической ДНК. | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | БамЗДРАВСТВУЙ | ||||||||
| Pfam | PF02923 | ||||||||
| Pfam клан | CL0236 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR004194 | ||||||||
| SCOP2 | 1bhm / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
BamHI (от Bacillus amyloliquefaciens ) является типом II эндонуклеаза рестрикции, обладающий способностью распознавать короткие последовательности (6 п.н.) ДНК и особенно раскалывание их в целевой сайт. Эта выставка фокусируется на отношениях структура-функция BamHI, как описано Newman, et al. (1995). BamHI связывает последовательность распознавания 5'-GGATCC-3 'и расщепляет эти последовательности сразу после 5'-гуанина на каждой цепи. Это расщепление приводит к липкие концы длиной 4 п.н. В несвязанном виде BamHI отображает центральную б лист, который находится между α-спирали.
BamHI проходит ряд нетрадиционных конформационные изменения на Распознавание ДНК. Это позволяет ДНК сохранять свою нормальную конформацию B-ДНК без искажения, способствующего связыванию ферментов. BamHI - симметричный димер. ДНК связана в большой щели между димерами; фермент связывается «перекрестным» образом. Каждая субъединица BamHI обеспечивает большинство контактов своей основной цепи с фосфатами полусайта ДНК, но контакты пар оснований устанавливаются между каждой субъединицей BamHI и азотистыми основаниями в большой бороздке противоположного полусайта ДНК. Белок связывает основания посредством прямого водородные связи или опосредованные водой Н-связи между белком и каждой донорной / акцепторной группой Н-связи в большой бороздке. Контакты основных бороздок образованы атомами, находящимися на аминоконце параллельного 4-х спирального пучка. Этот комплект отмечает интерфейс димера BamHI, и считается, что дипольные моменты NH2-концевых атомов на этом пучке может способствовать электростатическая стабилизация.
Сайты признания BamHI и ДНК
Фермент BamHI способен устанавливать большое количество контактов с ДНК. Опосредованное водой водородное связывание, а также взаимодействия как с основной, так и с боковой цепями способствуют связыванию последовательности узнавания BamHI. В большой бороздке большинство контактов фермент / ДНК происходит на аминоконце пучка параллельных 4-х спиралей, состоящих из а4 и а6 каждой субъединицы. Хотя a6 из каждой субъединицы не входит в большую бороздку ДНК, его предыдущие петли взаимодействуют с внешними концами сайта узнавания. Напротив, a4 из каждой субъединицы действительно входит в большую бороздку в центре последовательности распознавания. Всего между ферментом и ДНК образуется 18 связей в последовательности распознавания из 6 пар оснований (12 прямых и 6 опосредованных водой связей). Arg155 и Asp154, расположенные в спиральном кольце перед a6, связаны с парами оснований G: C снаружи, тогда как средние пары G: C связаны с Asp154, Arg122 и Asn116 (прямое связывание). Водородная связь между водой и Asn116 приводит к связыванию пар оснований A: T внутри (связывание, опосредованное водой).[1] Как обсуждалось выше, субъединицы L и R связываются перекрестным образом, в результате чего R-субъединица БамHI связывается с левым полуузлом ДНК узнаваемой последовательности. Связывание каждого БамСубъединица H I точно такая же, как и ее симметричный партнер. Сайт признания БамH у меня есть палиндромная последовательность которые можно сократить вдвое для облегчения показа облигаций.
Сайт признания
г г А Т С CC C T A г г
На конец 2010 г. насчитывалось 5 кристаллических структур БамH я в Банк данных белков
Двухметаллический механизм
BamHI, эндонуклеазы рестрикции типа II, часто требуют двухвалентных металлов в качестве кофакторов для катализирования расщепления ДНК.[2] Механизм с двумя ионами металлов является одним из возможных каталитических механизмов BamHI, поскольку кристаллическая структура BamHI обладает способностью связывать два иона металла в активном центре, что подходит для протекания классического механизма с двумя ионами металлов. Механизм с двумя ионами металлов - это использование двух ионов металлов для катализа реакции расщепления рестриктазой. BamHI имеет три критических остатка активного центра, которые важны для металлического катализатора. Они известны как Asp94, Glu111 и Glu113. Эти остатки обычно кислые. В присутствии иона металла остатки направлены в сторону иона металла. В отсутствие ионов металлов остатки обращены наружу. Два иона металла (A и B) отстоят друг от друга на 4,1 расстояния в активном центре и расположены на одной линии с этими остатками.[3] В общем, когда два иона металла (A и B) связаны с активным центром, они помогают стабилизировать кластерное распределение отрицательных зарядов, локализованных в активном центре, созданное в результате ухода атома кислорода во время переходного состояния. Сначала молекула воды будет активирована ионом металла А в активном центре. Эта молекула воды будет действовать как атакующая молекула, атакующая комплекс BamHI-ДНК и, таким образом, делая комплекс отрицательным. Позже другая вода свяжется с ионом металла B и отдаст протон уходящей группе комплекса, стабилизируя накопление отрицательного заряда на уходящем атоме кислорода.[4]
Функция Ca2 + в активном центре BamHI известна. Это ингибитор расщепления ДНК, переводящий BamHI в предреактивное состояние. Это показало, что молекула воды является атакующей молекулой. Он отдает протон уходящей группе, которая связана с Ca2 +, образуя валентные углы O-P-O 90o. Если Glu 113 заменяется лизином, расщепление теряется, поскольку Glu 113 принимает протон от атакующей молекулы воды.[3]
Биологическое значение
Благодаря своей способности распознавать конкретную последовательность ДНК и расщепляться нуклеазой, BamHI имеет различное значение для понимания эндонуклеазы рестрикции типа II, клонирования ДНК и, возможно, лечения определенных заболеваний, вызванных мутациями ДНК, с помощью генетической терапии.[1] Например, синдромы NARP и MILS - это митохондриальные заболевания, которые могут быть вызваны мутациями в митохондриальной ДНК. Митохондрии могут восстанавливать свои функции после удаления мутантной последовательности с помощью эндонуклеазы рестрикции.[5]
использованная литература
- ^ а б Тонг З., Чжао Б., Чжао Г., Шан Х., Гуань Ю. (сентябрь 2014 г.). «2'-O-метилнуклеотидные модифицированные ДНК-субстраты влияют на эффективность расщепления BamHI и BglII». Журнал биологических наук. 39 (4): 621–30. Дои:10.1007 / s12038-014-9466-4. PMID 25116617.
- ^ Нинфа А.Дж., Баллоу Д.П., Бенор М. (2008). Фундаментальные лабораторные подходы к биохимии и биотехнологии (2-е изд.). Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley. п. 345. ISBN 978-0-470-08766-4.
- ^ а б Виадиу Х., Аггарвал А.К. (октябрь 1998 г.). «Роль металлов в катализе эндонуклеазой рестрикции BamHI». Структурная биология природы. 5 (10): 910–6. Дои:10.1038/2352. PMID 9783752.
- ^ Мордасини Т., Куриони А., Андреони В. (февраль 2003 г.). «Почему ионы двухвалентных металлов либо стимулируют, либо ингибируют ферментативные реакции? Случай рестрикционной эндонуклеазы BamHI из комбинированного квантово-классического моделирования». Журнал биологической химии. 278 (7): 4381–4. Дои:10.1074 / jbc.C200664200. PMID 12496295.
- ^ Алексеев М.Ф., Венедиктова Н., Пастух В., Шоколенко И., Бонилла Г., Уилсон Г.Л. (апрель 2008 г.). «Селективное устранение мутантных митохондриальных геномов как терапевтическая стратегия лечения синдромов NARP и MILS». Генная терапия. 15 (7): 516–23. Дои:10.1038 / sj.gt.2008.11. PMID 18256697.
дальнейшее чтение
- Ньюман М., Стржелека Т., Дорнер Л.Ф., Шильдкраут И., Аггарвал А.К. (август 1995 г.). «Структура эндонуклеазы Bam HI, связанной с ДНК: частичное сворачивание и разворачивание при связывании ДНК». Наука. 269 (5224): 656–63. Bibcode:1995Научный ... 269..656N. Дои:10.1126 / science.7624794. PMID 7624794.
внешние ссылки
- Дезоксирибонуклеаза + BamHI в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
- 5 кристаллических структур[мертвая ссылка ]