Crossode Junction endodeoxyribonukleáza - Crossover junction endodeoxyribonuclease
Crossode Junction endodeoxyribonukleáza | |
---|---|
Identifikátory | |
EC číslo | 3.1.22.4 |
Číslo CAS | 99676-43-4 |
Databáze | |
IntEnz | IntEnz pohled |
BRENDA | Vstup BRENDA |
EXPASY | Pohled NiceZyme |
KEGG | Vstup KEGG |
MetaCyc | metabolická cesta |
PRIAM | profil |
PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum |
Crossode Junction endodeoxyribonukleáza, také známý jako Holliday křižovatka resolvase, Holliday Junction Endonukleáza, Holliday endonukleáza štěpící spojení, Endoribonukleáza řešící spojení Holliday, endoribonukleáza s kříženým spojem, a endonukleáza křížící řezání, je enzym zahrnutý do něčeho, zůčastnit se čeho Oprava DNA a homologní rekombinace. Konkrétně provádí endonukleolytické štěpení, které vede k jednořetězcovému křížení mezi dvěma homologními molekulami DNA na Křižovatka Holliday k produkci produktů rekombinantní DNA pro chromozomální segregaci. Tento proces je znám jako rozlišení křižovatky Holliday.
Biologická funkce
The Křižovatka Holliday je struktura, která se tvoří během genetická rekombinace a spojuje dva dvouvláknové DNA molekuly s jednořetězcovým crossoverem, které se tvoří během mitotický a meiotický rekombinace.[1] Endodeoxyribonukleázy s kříženým spojem katalyzují rozlišení prázdného spojení, což je tvorba samostatných molekul rekombinantní DNA a separace chromozomů po události křížení na spoji Holliday.[2] Endodeoxyribonukleázy s kříženým spojem s funkcí rozlišení Holliday Junction byly identifikovány ve všech třech doménách života - bakterie, archaea, a eukarya. RuvC v bakteriích, CCE1 v Saccharomyces cerevisiae,[1] a GEN1 u lidí [3] jsou všechny endodeoxyribonukleázy s kříženým spojem, které provádějí rozlišení Holliday Junction. Na následujícím obrázku je znázorněno rozlišení Hollidayova spojení katalyzované endodeoxyribonukleázou s kříženým spojem.

Klíčové role hrají také endodeoxyribonukleázy s kříženým spojem Oprava DNA. V průběhu růst buněk a redukční dělení buněk Často se vyskytují DNA dvouřetězcové zlomy (DSB) a jsou obvykle opraveny homologní rekombinací.[5] Protože endodeoxyribonukleázy Crossover Junction provádějí rozlišení Holliday Junction, což je zásadní krok homologní rekombinace, jsou proto zapojeny do opravy DSB.
Struktura
E-coli RuvC, Crossover Junction Endodeoxyribonukleáza, je malá protein asi 20 kD a jeho aktivní forma je a dimer který vyžaduje a váže a hořčík iont [1]. RuvC je 3vrstvý sendvič alfa-beta s a beta-list mezi 5 alfa-šroubovice[6]. Enzym obsahuje dva vazebné kanály, které se během sedmi kontaktují s páteřmi křižovatky Holliday nukleotidy.[7] Enzym Holliday Junction Resolvase Enzym byl také identifikován v archaei v Pyrococcus furiosus buňky - je kódován genem zvaným hjc a skládá se ze 123 aminokyselin [8].
Postava Thermus thermophilus RuvC v komplexu s křižovatkou Holliday je uveden níže.

Mechanismus
Tyto enzymy jsou vysoce selektivní pro rozvětvenou DNA indukované přizpůsobení dochází při tvorbě komplexu enzym-substrát (resolváza-Holloday Junction).[9] O přesném mechanismu účinku zůstává mnoho neznámého, ale je známo, že bakterie, bakteriofágy a archaea katalyzují rozlišení křižovatky Holliday zavedením symetrických zářezů přes křižovatku Holliday [10]. Analýza endodeoxyribonukleáz s kříženým spojením z bakteriofágů (T7 endonukleáza I), bakterií (RuvC), houby (GEN1) a lidé (hMus81-Eme1) odhalili, že enzymy fungují v dimerech,[11] a část reakce štěpení probíhá v částečně disociovaném meziproduktu enzym-substrát.[12]
Lidská relevance
Po 20letém hledání, v roce 2008, lidská křížená spojka endodeoxyribonukleáza, GEN1, byl nakonec identifikován [13]. GEN1 vykonává podobné funkce a funguje podobnými mechanismy jako dříve studované endodeoxyribonukleázy Crossover junction v bakteriích, archeaách a dalších eukaryách.[13] Předpokládá se, že enzym hraje roli v Bloomův syndrom. Bylo navrženo, že Bloomův syndrom zahrnuje indukci DSB pomocí neidentifikované rezolvázy křižovatky Holliday.[14] Rovněž bylo prokázáno, že nadměrná exprese funkce resolvázy Holliday Junction koreluje s nadměrnou expresí RAD51 rakoviny.[15]
Reference
- ^ A b Iwasaki H, Takahagi M, Shiba T, Nakata A, Shinagawa H (prosinec 1991). „Protein Escherichia coli RuvC je endonukleáza, která štěpí Hollidayovu strukturu“. Časopis EMBO. 10 (13): 4381–9. doi:10.1002 / j.1460-2075.1991.tb05016.x. PMC 453191. PMID 1661673.
- ^ Cañas C, Suzuki Y, Marchisone C, Carrasco B, Freire-Benéitez V, Takeyasu K, Alonso JC, Ayora S (červen 2014). „Interakce translokací migrace větví s enzymem rozlišujícím spojení Holliday a jejich implikace v rozlišení spojení Holliday“. The Journal of Biological Chemistry. 289 (25): 17634–46. doi:10,1074 / jbc.M114,552794. PMC 4067198. PMID 24770420.
- ^ Ip SC, Rass U, Blanco MG, Flynn HR, Skehel JM, West SC (listopad 2008). "Identifikace rezolucí křižovatky Holliday od lidí a kvasinek". Příroda. 456 (7220): 357–61. Bibcode:2008 Natur.456..357I. doi:10.1038 / nature07470. PMID 19020614.
- ^ Wyatt HD, West SC (září 2014). „Rozcestí Holliday“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 6 (9): a023192. doi:10.1101 / cshperspect.a023192. PMC 4142969. PMID 25183833.
- ^ Agmon N, Yovel M, Harari Y, Liefshitz B, Kupiec M (září 2011). „Role rezolucí Holliday Junction při opravě spontánního a indukovaného poškození DNA“. Výzkum nukleových kyselin. 39 (16): 7009–19. doi:10.1093 / nar / gkr277. PMC 3167605. PMID 21609961.
- ^ A b Górecka KM, Komorowska W, Nowotny M (listopad 2013). "Krystalová struktura RuvC resolvázy v komplexu s přechodovým substrátem Holliday". Výzkum nukleových kyselin. 41 (21): 9945–55. doi:10.1093 / nar / gkt769. PMC 3834835. PMID 23980027.
- ^ Lilley DM (duben 2017). „Enzymové struktury a mechanismy řešící spojení Holliday“ (PDF). FEBS Dopisy. 591 (8): 1073–1082. doi:10.1002/1873-3468.12529. PMID 27990631.
- ^ Komori K, Sakae S, Shinagawa H, Morikawa K, Ishino Y (srpen 1999). „Hollidayova křižovatková rezolváza z Pyrococcus furiosus: funkční podobnost s Escherichia coli RuvC poskytuje důkaz pro konzervativní mechanismus homologní rekombinace u bakterií, eukaryí a archaeí.“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (16): 8873–8. Bibcode:1999PNAS ... 96.8873K. doi:10.1073 / pnas.96.16.8873. PMC 17700. PMID 10430863.
- ^ Rass U, Compton SA, Matos J, Singleton MR, Ip SC, Blanco MG, Griffith JD, West SC (červenec 2010). „Mechanismus rozlišení křižovatky Holliday lidským proteinem GEN1“. Geny a vývoj. 24 (14): 1559–69. doi:10,1101 / gad. 585310. PMC 2904945. PMID 20634321.
- ^ Hadden JM, Déclais AC, Carr SB, Lilley DM, Phillips SE (říjen 2007). "Strukturní základ rozlišení Hollidayova spojení endonukleázou T7 I". Příroda. 449 (7162): 621–4. Bibcode:2007 Natur.449..621H. doi:10.1038 / nature06158. PMID 17873858.
- ^ Shah Punatar R, Martin MJ, Wyatt HD, Chan YW, West SC (leden 2017). „Rozlišení meziproduktů rekombinace jednoduchého a dvojitého Hollidayova spojení pomocí GEN1“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 114 (3): 443–450. doi:10.1073 / pnas.1619790114. PMC 5255610. PMID 28049850.
- ^ Zhou R, Yang O, Déclais AC, Jin H, Gwon GH, Freeman AD, Cho Y, Lilley DM, Ha T (březen 2019). „Enzymy řešící spojení používají multivalenci k udržení dynamické křižovatky Holliday“. Přírodní chemická biologie. 15 (3): 269–275. doi:10.1038 / s41589-018-0209-r. PMC 6377835. PMID 30664685.
- ^ A b West SC (červen 2009). „Hledání lidské křižovatky Holliday křižovatky“. Transakce s biochemickou společností. 37 (Pt 3): 519–26. doi:10.1042 / BST0370519. PMC 4120095. PMID 19442245.
- ^ Karow JK, Constantinou A, Li JL, West SC, Hickson ID (červen 2000). „Produkt genu Bloomova syndromu podporuje migraci poboček na křižovatkách Holliday“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 97 (12): 6504–8. Bibcode:2000PNAS ... 97,6504K. doi:10.1073 / pnas.100448097. PMC 18638. PMID 10823897.
- ^ Xia J, Chen LT, Mei Q, Ma CH, Halliday JA, Lin HY, Magnan D, Pribis JP, Fitzgerald DM, Hamilton HM, Richters M, Nehring RB, Shen X, Li L, Bates D, Hastings PJ, Herman C , Jayaram M, Rosenberg SM (listopad 2016). „Spojovací past na Holliday ukazuje, jak buňky využívají rekombinaci a roli spojky-strážce RecQ helikázy“. Vědecké zálohy. 2 (11): e1601605. Bibcode:2016SciA .... 2E1605X. doi:10.1126 / sciadv.1601605. PMC 5222578. PMID 28090586.
externí odkazy
- Crossover + spojení + endodeoxyribonukleáza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)