Белки ОБПА или белки ДНК - связывающая одну полосы (от английского « сек паха сек TRAND ДНК б inding белков») представляют собой белки ответственн стабилизируют, защищать и поддерживать транзиторно одну полосу ДНК , полученную из отделения дуплексной ДНК полоса под действием белков геликазы.
Генетическая информация организма защищена и кодируется в виде двухполосной ДНК. Чтобы он транслировался и реплицировался, он должен быть размотан и неспарен, и именно в этом процессе участвуют белки SSB.
Фрагмент 32 кДа (RPA32) субъединицы репликационного белка А (Источник: Джавахар Сваминатан и сотрудники MSD в Европейском институте биоинформатики через Wikimedia Commons)
Эти белки кооперативно связываются с другими различными мономерами, которые участвуют в их стабилизации с помощью ДНК и обнаруживаются как у прокариот, так и у эукариот.
Белки SSB Escherichia coli (EcSSB) были первыми описанными белками этого типа. Они были функционально и структурно охарактеризованы, и с момента их открытия они использовались в качестве модели для исследования этого класса белков.
Эукариотические организмы обладают белками, сходными с белками SSB бактерий, но у эукариот они известны как белки RPA или белки репликации A (белок репликации A), которые функционально подобны SSB.
С момента своего открытия компьютерное биохимико-функциональное моделирование использовалось для изучения взаимодействий между белками SSB и одноцепочечной ДНК с целью выяснения их роли в основных процессах генома различных организмов.
характеристики
Эти типы белков встречаются во всех царствах жизни, и, хотя они обладают одинаковыми функциональными свойствами, они структурно различны, особенно с точки зрения их конформационных изменений, которые, по-видимому, специфичны для каждого типа белка SSB.
Было обнаружено, что все эти белки имеют общий консервативный домен, который участвует в связывании однополосной ДНК и известен как связывающий домен олигонуклеотид / олигосахарид (в литературе встречается как домен OB).
Белки SSB термофильных бактерий, таких как Thermus aquaticus, обладают замечательными характеристиками, поскольку они имеют два OB-домена в каждой субъединице, в то время как у большинства бактерий есть только один из них в каждой субъединице.
Большинство белков SSB неспецифично связываются с однополосной ДНК. Однако связывание каждого SSB зависит от его структуры, степени кооперативности, уровня олигомеризации и различных условий окружающей среды.
Концентрация двухвалентных ионов магния, концентрация солей, pH, температура, присутствие полиаминов, спермидина и спермина - вот некоторые из изученных in vitro условий окружающей среды, которые больше всего влияют на активность белков SSB.
Структура
Бактерии обладают гомотетрамерными белками SSB, и каждая субъединица обладает одним связывающим доменом OB. Напротив, вирусные белки SSB, особенно белки многих бактериофагов, обычно моно- или димерные.
На своем N-конце белки SSB обладают ДНК-связывающим доменом, тогда как их С-конец состоит из девяти консервативных аминокислот, ответственных за межбелковые взаимодействия.
Три остатка триптофана в положениях 40, 54 и 88 являются остатками, ответственными за взаимодействие с ДНК в связывающих доменах. Они опосредуют не только стабилизацию взаимодействия ДНК-белок, но также привлечение других белковых субъединиц.
Белок SSB из E. coli был смоделирован в компьютерных исследованиях, и было определено, что он имеет тетрамерную структуру 74 кДа и что он связывается с однополосной ДНК благодаря кооперативному взаимодействию различных SSB-подобных субъединиц.
Археи также обладают белками SSB. Они являются мономерными и имеют один ДНК-связывающий домен или OB-домен.
У эукариот белки RPA, говоря структурно, более сложны: они состоят из гетеротримеров (из трех различных субъединиц), известных как RPA70, RPA32 и RPA14.
Они обладают по крайней мере шестью олигонуклеотидными / олигосахаридсвязывающими доменами, хотя в настоящее время точно известны только четыре из этих сайтов: три в субъединице RPA70 и четвертый, находящийся в субъединице RPA32.
Характеристики
Белки SSB выполняют ключевые функции в поддержании, упаковке и организации генома, защищая и стабилизируя одноцепочечные цепи ДНК в то время, когда они подвергаются действию других ферментов.
Важно отметить, что эти белки не являются белками, ответственными за раскручивание и раскрытие цепей ДНК. Его функция ограничивается только стабилизацией ДНК, когда она находится в состоянии однополосной ДНК.
Эти SSB-белки действуют кооперативно, поскольку объединение одного из них облегчает объединение других белков (SSB или нет). В метаболических процессах ДНК эти белки считаются своего рода первопроходцами или первичными белками.
Помимо стабилизации однонитевых полос ДНК, связывание этих белков с ДНК выполняет основную функцию защиты этих молекул от деградации эндонуклеазами V типа.
Белки SSB-типа активно участвуют в процессах репликации ДНК практически всех живых организмов. Такие белки продвигаются по мере продвижения репликационной вилки и разделяют две родительские цепи ДНК, так что они находятся в надлежащем состоянии, чтобы действовать как матрицы.
Примеры
У бактерий белки SSB стимулируют и стабилизируют функции белка RecA. Этот белок отвечает за репарацию ДНК (реакция SOS) и за процесс рекомбинации между комплементарными однозонными молекулами ДНК.
Мутанты E. coli, созданные с помощью генной инженерии для получения дефектных белков SSB, быстро ингибируются и не могут эффективно выполнять свои функции по репликации, репарации и рекомбинации ДНК.
RPA-подобные белки контролируют развитие клеточного цикла в эукариотических клетках. В частности, считается, что клеточная концентрация RPA4 может иметь косвенное влияние на стадию репликации ДНК, то есть при высоких концентрациях RPA4 этот процесс ингибируется.
Было высказано предположение, что экспрессия RPA4 может предотвращать пролиферацию клеток, ингибируя репликацию и играя роль в поддержании и маркировке жизнеспособности здоровых клеток в организме животных.
Ссылки
- Энтони Э. и Ломан Т.М. (февраль 2019 г.). Динамика комплексов белок-ДНК E. coli связывания одноцепочечной ДНК (SSB). В семинарах по клеточной биологии и биологии развития (том 86, стр. 102-111). Академическая пресса.
- Бирнинк, HT, и Morrical, SW (1999). RMP: белки-медиаторы рекомбинации / репликации. Направления биохимических наук, 24 (10), 385-389.
- Бьянко, PR (2017). Сказка о SSB. Прогресс в биофизике и молекулярной биологии, 127, 111-118.
- Бирн, Б.М. и Окли, Г.Г. (ноябрь 2018 г.). Белок репликации А, слабительное средство, которое поддерживает регулярность ДНК: важность фосфорилирования RPA для поддержания стабильности генома. В семинарах по клеточной биологии и биологии развития. Академическая пресса
- Кребс, Дж. Э., Гольдштейн, Э. С., и Килпатрик, СТ (2017). Гены Левина XII. Джонс и Бартлетт Обучение.
- Леконте, Ф., Серена, К., Фельтен, М., Костес, А., Макговерн, С., Мейле, Дж. К.,… и Поллард, П. (2007). Ожидаемый арест хромосомной вилки репликации: SSB-мишень восстанавливает ДНК-геликазы до активных вилок. Журнал EMBO, 26 (19), 4239-4251.