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深入解析DNA聚合酶的全酶組裝
美國(guó)賓州州立大學(xué)的科學(xué)家們闡明了人類(lèi)DNA復(fù)制過(guò)程中的關(guān)鍵一步,，解析了其中的詳細(xì)機(jī)制，文章發(fā)表在四月二日的eLife雜志上,。eLife雜志由PNAS前主編Randy Schekman籌辦,，是一個(gè)*的開(kāi)放性期刊。生物通 www.ebiotrade.com
在人類(lèi)及其他生物的DNA復(fù)制過(guò)程中,，需要向DNA裝載一個(gè)被稱(chēng)為滑鉗（sliding clamp）的分子結(jié)構(gòu),。不過(guò),，此前人們對(duì)DNA復(fù)制中的這一關(guān)鍵步驟還并不了解。賓州州立大學(xué)的博后Mark Hedglin解釋道,，滑鉗是一個(gè)套在DNA鏈上的環(huán)形蛋白,。這種蛋白負(fù)責(zé)錨定DNA聚合酶，以確保遺傳物質(zhì)的有效復(fù)制,。“在沒(méi)有滑鉗的情況下,，聚合酶一次只能復(fù)制少量堿基。而滑鉗可以幫助聚合酶復(fù)制數(shù)以千計(jì)的堿基,，直到聚合酶被移除,，”Hedglin說(shuō)。
滑鉗是閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu),，需要另一個(gè)蛋白來(lái)控制它的開(kāi)合,，該蛋白就是滑鉗裝載蛋白（clamp loader）。在滑鉗裝載蛋白的幫助下,，滑鉗在DNA復(fù)制時(shí)才能夠正確裝載和卸載,。“人們一直不了解，滑鉗和滑鉗裝載蛋白的相互作用機(jī)制,，以及滑鉗裝載和卸載的時(shí)機(jī),，”Hedglin說(shuō)。“聚合酶和滑鉗裝載蛋白無(wú)法同時(shí)結(jié)合滑鉗,，因此我們認(rèn)為,，應(yīng)該是滑鉗裝載蛋白先裝載滑鉗，然后在DNA復(fù)制時(shí)解離,。當(dāng)聚合酶從DNA上離開(kāi)后,，滑鉗裝載蛋白會(huì)再回來(lái)卸載滑鉗,。”
為了檢驗(yàn)這一理論,，研究團(tuán)隊(duì)采用了熒光共振能量轉(zhuǎn)移FRET技術(shù)，通過(guò)給人類(lèi)蛋白和DNA片段添加熒光標(biāo)簽,，來(lái)監(jiān)控二者的相互作用,。“通過(guò)這些標(biāo)簽，我們觀察了全酶的形成過(guò)程,。全酶包括酶本身和一些優(yōu)化酶活性的輔助因子,，在這里全酶是指DNA復(fù)制時(shí)的聚合酶活性形式，”Hedglin說(shuō),。“研究顯示,，在沒(méi)有聚合酶時(shí)，滑鉗裝載蛋白會(huì)快速將結(jié)合到DNA模板上的滑鉗移除,。而當(dāng)聚合酶存在時(shí),，聚合酶會(huì)與滑鉗結(jié)合,，滑鉗裝載蛋白從DNA鏈上解離。”生物通 www.ebiotrade.com
研究人員還發(fā)現(xiàn),，當(dāng)滑鉗和滑鉗裝載蛋白都在DNA上時(shí),，二者之間并沒(méi)有緊密結(jié)合。此時(shí),，滑鉗裝載蛋白將滑鉗釋放到DNA上,，給聚合酶讓出結(jié)合空間，以完成全酶組裝,。隨后,，滑鉗裝載蛋白就會(huì)解離下來(lái)。“研究顯示,，人體內(nèi)的DNA聚合酶全酶只包括滑鉗和聚合酶,，不包括滑鉗裝載蛋白。在聚合酶結(jié)合滑鉗之后,，滑鉗裝載蛋白就會(huì)離開(kāi),，”Hedglin補(bǔ)充道。
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