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La estructura cristalina de la ADN polimerasa de Thermus aquaticus tiene una estructura cristalina
1Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8114, USA.
Nature
|August 17, 1995
Resumen
La estructura de la polimerasa Taq revela que su dominio polimerasa es similar al fragmento de ADN polimerasa de E. coli I de Klenow. Sin embargo, la polimerasa Taq carece de la actividad de la 3'5' exonucleasa, y su sitio activo de la 5' nucleasa está distante del sitio activo de la polimerasa.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica es la bioquímica.
- Biología Estructural Biología estructural.
- Biología Molecular Biología Molecular
Sus antecedentes:
- La polimerasa Taq, crucial para la PCR, comparte homología con la ADN polimerasa I (pol I) de E. coli.
- Mientras que el fragmento de Klenow de polilo es estructuralmente caracterizado, el polilo intacto sigue siendo elusivo.
- La polimerasa Taq posee actividad de 5' nucleasa y un dominio de polimerasa, pero carece de la función de edición de 3'-5' exonucleasa que se encuentra en el pol I.
Objetivo del estudio:
- Para determinar la estructura cristalina de alta resolución de la polimerasa Taq.
- Para comparar las características estructurales de Taq polimerasa con E. coli ADN polimerasa I, en particular el fragmento de Klenow.
- Para aclarar la base estructural de las diferencias funcionales entre Taq polimerasa y poli I, centrándose en la nucleasa y los sitios activos de la polimerasa.
Principales métodos:
- Se empleó cristalografía de rayos X para determinar la estructura de Taq polimerasa a una resolución de 2.4 A.
- Se realizó un análisis estructural comparativo entre la polimerasa Taq y el fragmento de Klenow de la polimerasa I de ADN de E. coli.
Principales resultados:
- Los dominios de polimerasa de la polimerasa Taq y el fragmento de Klenow exhiben estructuras casi idénticas.
- La polimerasa Taq carece de los residuos de carboxilato catalíticamente críticos en los restos de su sitio activo de 3'-5' exonucleasa.
- El sitio activo de la 5' nucleasa, que contiene carboxilatos de unión de iones metálicos conservados, se encuentra a aproximadamente 70 A del sitio activo de la polimerasa.
Conclusiones:
- Los datos estructurales proporcionan información sobre la divergencia funcional entre Taq polimerasa y poli I, en particular la pérdida de la actividad de la 3'-5' exonucleasa en Taq polimerasa.
- La distinta disposición espacial de los sitios activos de 5' nucleasa y polimerasa plantea preguntas sobre su función coordinada en la síntesis de ADN.
- Los hallazgos contribuyen a la comprensión del mecanismo de replicación y reparación del ADN que involucra a las polimerasas de ADN con distintas organizaciones y actividades de dominio.