처리 능력

Processivity

분자생물학과 생화학에서, 처리성은 "기질을 방출하지 않고 연속적인 반응"[1]을 촉매하는 효소의 능력이다.

예를 들어, 처리성은 DNA 중합효소 등의 중합효소 효소에 의해 템플릿 가닥과의 연관 이벤트당 첨가되는 뉴클레오티드의 평균 수이다.중합효소의 템플릿에 대한 결합은 DNA[citation needed] 합성의 속도 제한 단계이기 때문에 세포 사이클의 S상에서의 전체 DNA 복제 속도는 복제를 수행하는 DNA 중합효소의 처리율에 따라 달라진다.DNA 클램프 단백질은 DNA 복제 기계의 필수적인 구성 요소이며 관련 중합효소의 처리 능력을 증가시키는 역할을 합니다.일부 중합효소는 템플릿 가닥에서 분리되기 전에 성장하는 DNA 가닥에 50,000개 이상의 뉴클레오티드를 첨가하여 초당 최대 1,000개의 뉴클레오티드의 복제 속도를 제공합니다.

DNA결합상호작용

중합효소는 인산염 골격 및 DNA의 작은 홈과 상호작용하기 때문에 그들의 상호작용은 특정 뉴클레오티드 [2]배열에 의존하지 않는다.결합은 주로 DNA와 은유적인 손 모양의 DNA 중합효소 분자의 "엄지" 및 "팜" 도메인 사이의 정전적 상호작용에 의해 매개된다.중합효소가 뉴클레오티드를 첨가한 후 DNA 염기서열을 따라 진행되면, 작은 홈과의 상호작용은 분리되지만, 인산염 골격을 가진 것들은 다음 뉴클레오티드에서 작은 홈에 빠르게 재결합할 수 있도록 더 안정적이다.

DNA와의 상호작용은 DNA 클램프 단백질에 의해서도 촉진됩니다.DNA 클램프 단백질은 DNA를 완전히 둘러싼 다량체 단백질로 복제 분기점에서 결합됩니다.그들의 중심 기공은 DNA 가닥과 몇몇 주변 물 분자를 수용할 수 있을 만큼 충분히 크다. 이것은 클램프가 그것으로부터 분리되지 않고 그리고 트로이드 형태를 유지하는 단백질-단백질 상호작용을 느슨하게 하지 않고 DNA를 따라 미끄러지도록 한다.DNA 클램프와 관련될 때, DNA 중합효소는 극적으로 더 생산적이다; 클램프가 없으면 대부분의 중합효소는 약 100개의 뉴클레오티드의 생산성을 가진다.중합효소와 클램프 사이의 상호작용은 중합효소와 DNA 사이의 상호작용보다 더 지속적이다.따라서 중합효소가 DNA에서 분리될 때, 여전히 클램프에 결합되어 DNA와 빠르게 재결합할 수 있다.이러한 DNA 클램프의 예로는 S. civesiae에서 발견되는 PCNA(증식세포핵항원)가 있다.

중합효소 공정성

다중 DNA 중합효소는 DNA 복제 과정에서 특별한 역할을 한다.단일 복제 포크에서 전체 게놈을 복제하는 대장균에서 중합효소 DNA Pol III는 주로 DNA 복제를 담당하는 효소로 매우 높은 처리 능력을 가진 복제 복합체를 형성한다.관련된 DNA Pol I은 엑소뉴클레아제 활성을 가지며 DNA 합성을 시작하는 데 사용되는 RNA 프라이머를 분해하는 역할을 한다.그런 다음 Pol I은 이전의 RNA 조각 대신 짧은 DNA 조각을 합성합니다.따라서 폴리 I은 폴리 III보다 훨씬 덜 생산적이다. 왜냐하면 폴리 I은 DNA 복제에서 가장 중요한 기능은 매우 긴 몇 개의 영역보다는 많은 짧은 DNA 영역을 만드는 것이기 때문이다.

DNA 중합효소의 다양성이 훨씬 높은 진핵생물에서 저공정 개시효소는 Pol α, 고공정 확장효소는 Pol δ 및 Pol δ이다. 원핵생물 및 진핵생물 모두 시작에서 성장으로 전환하기 위해 결합 중합효소를 거래해야 한다.이 과정은 중합효소 [3][4]전환이라고 불립니다.

레퍼런스

  1. ^ Stryer, L.; Berg, J. M.; Tymoczko, J. L. (2002), Biochemistry (5th ed.), New York: W. H. Freeman, ISBN 0716746840§ 27.4.4
  2. ^ Morales, Juan C; Kool, Eric T (1999). "Minor Groove Interactions between Polymerase and DNA: More Essential to Replication than Watson-Crick Hydrogen Bonds?". J Am Chem Soc. 121 (10): 2323–2324. doi:10.1021/ja983502+. PMC 2939743. PMID 20852718.
  3. ^ Tsurimoto, Toshiki; Stillman, Bruce (1991). "Replication Factors Required for SV40 DNA Replication in Vitro". J Biol Chem. 266 (3): 1961–1968. doi:10.1016/S0021-9258(18)52386-3. PMID 1671046. Retrieved 23 November 2014.
  4. ^ Maga, Giovanni; Stucki, Manuel; Spadari, Silvio; Hübscher, Ulrich (January 2000). "DNA polymerase switching: I. Replication factor C displaces DNA polymerase α prior to PCNA loading". Journal of Molecular Biology. 295 (4): 791–801. doi:10.1006/jmbi.1999.3394. PMID 10656791.

추가 정보

  • Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R. (2004)유전자 분자생물학 제5판벤자민 커밍스:콜드 스프링 하버 연구소 프레스

외부 링크