Sporový fotoprodukt lyáza - Spore photoproduct lyase

Sporový fotoprodukt lyáza (ES 4.1.99.14SP lyáza, SPL, SplB, SplG) je radikální SAM enzym že opravy DNA zesíťování bází thyminu způsobené UV záření. Existuje několik typů zesíťování thyminu, ale SPL se konkrétně zaměřuje 5-thyminyl-5,6-dihydrotymin, který se také nazývá spórový fotoprodukt (SP).[1][2] Spórový fotoprodukt je převládajícím typem zesíťování thyminu v klíčících endosporách, a proto je SPL jedinečný pro organismy, které produkují endospory, jako např Bacillus subtilis.[3] Jiné typy zesíťování thyminu, jako jsou cyklobutanové pyrimidinové dimery (CPD) a pyrimidinové (6-4) pyrimidonové fotoprodukty (6-4PPs), se v endosporách tvoří méně často. Tyto rozdíly v zesíťování DNA jsou funkcí odlišné struktury DNA. Sporová genomová DNA obsahuje mnoho proteinů vázajících DNA nazývaných malé proteiny rozpustné v kyselině,[4] který mění DNA z tradiční konformace B-formy na konformaci A-z.[5][6] Tento rozdíl v konformaci je považován za důvod, proč spící spory převážně akumulují SP v reakci na UV záření, spíše než jiné formy zesíťování.[1][5][6] Spory nemohou opravit síťování, když jsou v klidu,[3] místo toho se SP klíčí během klíčení, aby vegetativní buňka fungovala normálně.[7] Pokud není opraven, může sporový fotoprodukt a další typy zesíťování způsobit mutace tím, že blokují transkripci a replikaci za bod zesíťování.[3] The opravit mechanismus využívající lyázu spórového fotoproduktu je jedním z důvodů odolnosti určitých bakteriálních spor.

Mechanismus, pomocí kterého funkce SPL ještě není plně pochopen,[8] i když je známo, že katalyzuje na světle nezávislé opravy[8] z fotodimer 5-thyminyl-5,6-dihydrothymin zesíťovaný řadou radikálních reakcí, aby se získaly dvě funkční tymin prsteny[9][3] jak je znázorněno na obrázku níže. SPL je součástí skupiny radikálových enzymů SAM, takže je známo, že má konzervované aspekty své struktury a mechanismu, které umožňují její charakterizaci jako radikálního enzymu SAM.[8] Radikální enzymy SAM mají konzervovaný cysteinový motiv, shluk železa a síry v cysteinovém motivu a také S-adenosyl-L-methionin (SAM) jako kofaktor.[8] Obecný radikální mechanismus SAM zahrnuje redukci shluku železo-síra v enzymu a přenos elektronu do kofaktoru (SAM), který štěpí část struktury a tvoří 5'-deoxyadenosylový radikál.[8] Tento 5'-deoxyadenosylový radikál poté odstraní atom vodíku ze substrátu, přičemž vytvoří 5'-deoxyadenosin, a na radikálu vytvoří radikál, který se přeskupí a vytvoří produkt.[8] Vzhledem k tomu, že celý mechanismus funkce SPL není plně charakterizován, budou budoucí studie pravděpodobně zaměřeny na objasnění tohoto procesu.

Sporový fotoprodukt lyáza (reakční diagram) .png

Lyáza spórového fotoproduktu je součástí jedné ze dvou hlavních cest, které se používají k opravě zesítěného 5-thyminyl-5,6-dihydrothyminu způsobeného UV zářením: opravný systém pro DNA specifické pro spory (který využívá lyázu spórového produktu) a obecný nukleotidová excizní opravná dráha (NER).[7][8] Sporově specifický opravný systém DNA je specifický pro SP, zatímco NER je schopen opravit jiné typy dimerů thyminu, jako jsou CPD a 6-4PP.[7] Spory vykazují vysokou citlivost na UV záření pouze tehdy, jsou-li narušeny obě cesty opravy.[7]

Sporový fotoprodukt lyáza
Identifikátory
EC číslo4.1.99.14
Číslo CAS37290-70-3
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum

Reference

  1. ^ A b Moeller, Ralf (leden 2007). „Tvorba DNA bipyrimidinových fotoproduktů v endosporech Bacillus subtilis indukovaná UV zářením a jejich oprava během klíčení“ (PDF). Mezinárodní mikrobiologie. 10 (10): 39–46. doi:10.2436/20.1501.01.6. PMID  17407059.
  2. ^ Munakata, Nobuo (duben 1972). „Geneticky řízené odstraňování„ spórového fotoproduktu “z deoxyribonukleové kyseliny spor Bacillus subtilis ozářeného ultrafialovým zářením“. Journal of Bacteriology. 111 (1): 192–8. doi:10.1128 / JB.111.1.192-198.1972. PMC  251257. PMID  4204907.
  3. ^ A b C d Buis JM, Cheek J, Kalliri E, Broderick JB (září 2006). "Charakterizace aktivní spórové fotoproduktové lyázy, opravného enzymu DNA v radikální S-adenosylmethioninové nadrodině". The Journal of Biological Chemistry. 281 (36): 25994–6003. doi:10,1074 / jbc.M603931200. PMID  16829680.
  4. ^ Setlow, Peter (1988). „Malé, v kyselině rozpustné sporové proteiny druhů Bacillus: struktura, syntéza, genetika, funkce a degradace“. Výroční přehled mikrobiologie. 42: 319–338. doi:10.1146 / annurev.mi.42.100188.001535. PMID  3059997.
  5. ^ A b Nicholoson, W (říjen 1991). „Ultrafialové záření DNA v komplexu s malými, v kyselině rozpustnými bílkovinami typu alfa / beta ze spór druhů Bacillus nebo Clostridium vytváří spórový fotoprodukt, nikoli však dimery thyminu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 88 (19): 8288–8292. doi:10.1073 / pnas.88.19.8288. PMC  52493. PMID  1924287.
  6. ^ A b Mohr, S (leden 1991). „Vazba malých proteinů spor rozpustných v kyselině z Bacillus subtilis mění konformaci DNA z B na A.“ Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 88 (1): 77–81. Bibcode:1991PNAS ... 88 ... 77M. doi:10.1073 / pnas.88.1.77. PMC  50751. PMID  1898779.
  7. ^ A b C d Yang, Linlin; Li, Lei (04.12.2014). „Spore Photoproduct Lyase: The Známý, Kontroverzní a Neznámý“. Journal of Biological Chemistry. 290 (7): 4003–4009. doi:10.1074 / jbc.r114.573675. ISSN  0021-9258. PMC  4326811. PMID  25477522.
  8. ^ A b C d E F G Berteau, Olivier; Benjdia, Alhosna (leden 2017). „Oprava DNA pomocí radikálu SAM Enzyme Spore Photoproduct Lyase: Od biochemie po strukturální vyšetřování“. Fotochemie a fotobiologie. 93 (1): 67–77. doi:10.1111 / php.12702. ISSN  0031-8655. PMID  28027411.
  9. ^ Wang SC, Frey PA (březen 2007). „S-adenosylmethionin jako oxidační činidlo: radikální nadrodina SAM“. Trendy v biochemických vědách. 32 (3): 101–10. doi:10.1016 / j.tibs.2007.01.002. PMID  17291766.Všimněte si, že výkresy SPL jsou v tomto článku a v omylu nesprávné

externí odkazy

externí odkazy