DNAポリメラーゼ

11月 4, 2020 admin 0 Comments

内容

1概要
2機能
3種類のDNAポリメラーゼ
- 3.1真核生物ポリメラーゼ
  - 3.1.1ポリメラーゼγ3.1.2ポリメラーゼα、ポリメラーゼδ、ポリメラーゼγ3.1.3ファミリー X3.1.4ポリメラーゼγ、ポリメラーゼγ、およびポリメラーゼγ3.1.5末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ
- 3.2原核生物ポリメラーゼ
  - 3.2.1dnaポリメラーゼi3.2.2dnaポリメラーゼii3.2.3dnaポリメラーゼiii3.2.4dnaポリメラーゼIv
  - 3.2.,5DNAポリメラーゼV
- 3.3逆転写酵素
4構造
- 4.1ファミリー A
- 4.2ファミリー B
- 4.3ファミリー X
- 4.4ファミリー Y
5メカニズム
6DNAポリメラーゼの3D構造

概要

dnaポリメラーゼは、dna複製において重要な役割を果たす酵素である。 DNA複製は、dnaの二本鎖に既存の二本鎖DNA分子を分割するプロセスであり、その後、一本鎖を翻訳するためにDNAポリメラーゼを使用しています。, 翻訳のプロセスは、相補的なDNA鎖の作成をもたらし、元のDNA分子の正確なレプリカである二つの二本鎖DNA分子の作成をもたらす。相補的な鎖は、5″-3″方向に生成される。特定のDNAポリメラーゼは、新たに合成されたDNA鎖を校正し、発生したエラーを除去して置換するためにエキソヌクレアーゼを使用する責任もあります。 DNAポリメラーゼは、配列の相同性と3D構造の類似性に従って7つのファミリーに分けられる。, ファミリーは：＜ｐ＞＜ｕｌ＞＜ｌｉ＞ファミリーＡ-ＤＮＡ複製修復（ＤＮＡポリメラーゼｉ，γ）＜／ｌｉ＞＜ｌｉ＞ファミリーＢ-ＤＮＡ複製修復（ＤＮＡポリメラーゼＩＩ，α，δ，γ）である。テルモコッカスゴルゴナリウスのDNAポリメラーゼを参照。

原核生物におけるファミリーC-DNA複製（DNAポリメラーゼIII）

古細菌におけるファミリーD-DNA複製

真核生物におけるファミリーX-DNA修復（DNAポリメラーゼβ、γ、γ）

ファミリーY-損傷したDNAの複製（DNAポリメラーゼIV、V、γ、γ、γ）

ファミリーrt-逆転写酵素（Reverse transcriptaseを参照）。,)

機能

DNAポリメラーゼは、DNA複製に必須の酵素である。 DNAポリメラーゼがDNA複製においてその役割を果たす前に、他の酵素はdnaの二重らせん構造を巻き戻して分割し、複製の開始のためのシグナルを送らなければならない。 Dnaプライマーゼが鋳型DNA鎖上にプライマーを配置すると、DNAポリメラーゼが結合することができる。これらの酵素は、dnaの鋳型鎖を使用して、ヌクレオチドと呼ばれるDNAビルディングブロックを使用してDNAの相補鎖を合成する。, 相補鎖上のヌクレオチドの順序は、グアニンを含むシトシンおよびチミンを含むアデニンの塩基対合規則によって決定される。

DNA合成中、DNAポリメラーゼは鋳型DNA鎖に沿って3″-5″方向に移動し、新しいDNA鎖にヌクレオチドを5″-3″方向に追加する。これにより5″-3″方向で新しい繊維の延長を引き起こします。新たに形成されたＤＮＡ鎖の方向は、鋳型ＤＮＡ鎖とは反対であることに留意されたい。これは生じる二本鎖DNAの分子を補足および反平行にさせます。,

DNAポリメラーゼは最も正確な酵素のいくつかであり、一億コピーごとに約一つの間違いを持っています。間違いがなされるとき、DNAポリメラーゼの多数に新しく合成されたDNAを校正し、複製中になされる間違いを訂正する機能があります。酵素は5″-3″方向に校正されます。エラーが見つかると、置き忘れたヌクレオチドが切り取られるので、正しいヌクレオチドを挿入できます。このプロセスは、しばしば5″-3″エキソヌクレアーゼ活性と呼ばれる。,

複製古細菌不明 X 複製-修理真核生物 Pol β、Pol μ, とPol λ Y 複製-修理真核生物原核 Pol IV Pol V Pol η、Pol κ、Pol ι RT 複製-修理真核生物ウイルス及びレトロウイルステロメラーゼおよびB型肝炎ウイルス

真核生物ポリメラーゼの場合

ポリメラーゼγ

ポリメラーゼγと家族ポリメラーゼ., Polβの主な機能は、ミトコンドリアDNA（mtDNA）を複製および修復することである。 Polβは3″-5″エキソヌクレアーゼ活性の校正を行うことができる。限られたまたは機能しないPolβを引き起こす突然変異はmtDNAに対して重要な効果をもたらし、autosomal mitochondrial無秩序のコモン-コーズです。

ポリメラーゼα、ポリメラーゼδ、およびポリメラーゼγ

ファミリーb、Pol α、Pol δ、およびPolβのメンバーは、DNA複製に関与する主要なポリメラーゼである。 Pol αはプリマーゼと結合して複合体を形成する。プライマーゼはRNAプライマーを作成して配置し、Pol αが複製を開始することを可能にする。, その後、Pol δはpol αからの遅延鎖の合成を引き継ぐ。 Polβは複製中に先行鎖を合成するが、Pol δは主に遅延鎖を複製すると考えられている。しかしながら、Pol δが遅れ鎖および先行鎖を複製することが見出されているいくつかの場合があった。 Pol δおよびγはまた、3″-5″エキソヌクレアーゼ活性能力を有する。

ファミリーx

ファミリーxポリメラーゼは、Pol β、Polβ、およびPolβのようなポリメラーゼからなる。 Pol βの主な機能は、アルキル化または酸化された塩基を修復するために使用される修復経路であるショートパッチ塩基切除修復である。, PolβおよびPolβは、それぞれ過酸化水素および電離放射線によるDNA二本鎖切断の再結合に不可欠である。詳しくはDNAポリメラーゼβおよびDNAポリメラーゼβ(ヘブライ語)を参照のこと。

Polymerases η、ポリメラーゼι、ポリメラーゼκ

ポリメラーゼη、ポリメラーゼι、ポリメラーゼκは家族Y DNAポリメラーゼに関わるDNA修復によるtranslesion synthesis. ファミリーyのポリメラーゼはDNA合成中にエラーを起こしやすい。Ｐｏｌβは紫外線放射に起因するＤＮＡ損傷の正確な翻訳合成に重要である。, Polβの機能は完全には理解されていませんが、特定のDNA病変において特定の塩基の増長または挿入体として作用すると考えられています。三つの翻訳合成ポリメラーゼはすべて失速した複製ＤＮＡポリメラーゼによって活性化される。

末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ

TdTは、予め形成されたポリヌクレオチド鎖の3″-ヒドロキシル基へのデオキシヌクレオシドトリフェートの重合を触媒する。 TdTは非テンプレート指向DNAポリメラーゼであり、胸腺で検出されました。,

原核生物ポリメラーゼ

DNAポリメラーゼI

DNAポリメラーゼIは、3″-5″および5″-3″エキソヌクレアーゼを介したDNA鎖の切除修復を主な機能とするファミリー A酵素である。このポリメラーゼは岡崎断片の成熟にも役立ちます。岡崎断片は、DNA複製中に遅延鎖を形成するdnaの短い合成鎖である。ポリメラーゼIが複製すると、RNAプライマーにヌクレオチドを添加し始め、5″-3″方向に移動する。このポリメラーゼは大腸菌における主要なポリメラーゼでもある。 Taq DNAポリメラーゼ（ヘブライ語）も参照のこと。, ファミリーではDNAポリメラーゼI(1taq)。

ファミリーではDNAポリメラーゼI(1taq)。

DNAポリメラーゼII

DNAポリメラーゼIIはファミリーbに属し、3″-5″エキソヌクレアーゼ活性を担い、DNA鎖の損傷により合成プロセスが停止した後に複製を再開する。ポリメラーゼIIは、他のポリメラーゼの活性を指示するのを助けるために複製フォークに位置する。

DNAポリメラーゼIII

DNAポリメラーゼIIIは、DNAの複製に関与する主要な酵素である。, それは家族Cに属し、プライマーの3″-OH基にヌクレオチドを加えることによって新しいDNAの繊維を総合するために責任があります。この酵素はまた、3″-5″エキソヌクレアーゼ活性を有し、合成されたDNA鎖に誤りがないかチェックする能力を与える。

詳細については、Thermus aquaticus DNAポリメラーゼIIIのポリメラーゼIIIホモ酵素ベータサブユニットおよびアルファサブユニットを参照してください。

DNAポリメラーゼIV

DNAポリメラーゼIVは、非標的突然変異誘発に関与している。ファミリーyに属し、この酵素は複製フォークストールで合成されると活性化される。, 活性化されると、ポリメラーゼIVはチェックポイントを作成し、複製を停止し、DNA鎖の病変を適切に修復する時間を可能にする。ポリメラーゼIVは、DNA修復機構であるトランスレシオン合成にも関与している。しかし、この酵素はヌクレアーゼ活性を欠いており、DNA複製のエラーを起こしやすい。

DNAポリメラーゼV

DNAポリメラーゼVは、ファミリーyにおいて、高度に調節され、DNAが損傷し、翻訳合成を必要とする場合にのみ産生される。, ポリメラーゼVは、ポリメラーゼIVのように、すべてのエキソヌクレアーゼ機能を欠いており、合成されたDNA鎖を校正することができず、効率が低下する。

逆転写酵素

最も一般的に知られている逆転写酵素DNAポリメラーゼはHIV-1逆転写酵素である。これが理解することが非常に重要である理由は、それが抗エイズ薬の標的であるということです。 RTファミリーポリメラーゼの詳細については、Reverse transcriptaseを参照してください。,

構造

すべてのDNAポリメラーゼの基本構造は、手のひら、指、親指と呼ばれるサブドメインで構成され、開いた右手に似ています。やしはそれで触媒的に必須アミノ酸を”sの活性部位containsんでいます。指はヌクレオチドの認識および結合のために必要である。親指はDNA基質の結合にとって重要である。指ドメインと親指ドメインの間には、挿入部位と挿入後部位の二つの領域からなるポケットがあります。, 入ってくるヌクレオチドは挿入部位に結合し、新しい塩基対は挿入後部位に存在する。これらのサブドメインは、各ファミリーに固有の他のサブドメインとともに、DNAポリメラーゼの正しい機能に不可欠です。これらのサブドメインの構造はポリメラーゼごとにわずかに異なります;これらの構造をより詳細に見るには、ページの下部にあるリンクを参照してください。,

ファミリーa

DNAポリメラーゼの基本構造に加えて、ファミリーaポリメラーゼは岡崎断片からRNAプライマーを除去するために必要な5″-3″エキソヌクレアーゼすべてではないが、いくつかのファミリー aポリメラーゼはまた、DNAの校正を担当する3″-5″エキソヌクレアーゼである。

ファミリーb

DNAポリメラーゼの基本構造に加えて、ファミリーbポリメラーゼは、DNA複製のエラーを修正する非常に活性な3″-5″エキソヌクレアーゼを含む。,

Family X

thumb、palm、およびfingersサブドメインは、Family Xポリメラーゼのn末端または31-kDAポリメラーゼ断片の一部である。この科のヤシには三つのアスパラギン酸が含まれている。このファミリーの指には、アミノ酸残基を含む螺旋状のMおよびNがあります。 N末端は8kdaアミノ末端ドメインに接続されており、塩基切除修復に必要な5″デオキシリボースリン酸リアーゼを含む。各メンバーはそれを”それを”sの作用助ける構造相違を所有する含んでいる。,

ファミリーy

ファミリーyポリメラーゼのN末端は、指、手のひら、および親指の触媒コアを含む。そうでなければ小指ドメインと呼ばれる二つのαヘリックスによって片側にサポートされている四本鎖βシートの保存された三次構造を有するＣ末端は、ＤＮＡ結合に寄与し、完全なポリメラーゼ活性のために不可欠である。この家族は、他の家族の特徴ではない指のサブドメインに柔軟性を欠いています。, 触媒コアおよび小指ドメインの他の部分は柔軟であり、しばしば異なる位置をとる。

メカニズム

DNAポリメラーゼの大部分は二金属イオンメカニズムを受ける。活性サイト中の二つの金属イオンは五配位遷移状態を安定化させる。最初の金属イオンはヒドロキシル基を活性化する。これらのヒドロキシル基は、dNTPのリン酸基を攻撃するために続きます。第二の金属イオンは、負電荷を安定化するだけでなく、脱離酸素およびリン酸基をキレート化する上に構築するだけでなく。, いくつかのDpo用語：Dpoスライディングクランプは、Dpoとそれを取り囲む増殖細胞核抗原（PCNA）の複合体で作られています。
DpoにおけるBRCTドメインは、乳がん感受性タンパク質のC末端ドメインである。
Klenow断片は、スブチリシンによるDpoの切断によって生成される大きなDpo断片である。
大腸菌では、EcDpo IIIサブユニットβ、γ、δ、δ”がクランプローダーと命名されている。この複合体はβサブユニットを組み立ててDNAに結合している。

も参照してくださいユーザー:Karl E., Zahn/RB69DNAポリメラーゼ(gp43)