3分の1のMg2+を捕獲することは,DNA合成の触媒に不可欠である

Yang Gao¹, Wei Yang²

¹Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.

Science (New York, N.Y.)

|June 11, 2016

まとめ

DNA合成には 3番目の金属イオンが必要です酵素に結合しないこの追加のカチオンは,触媒のエネルギー障壁を克服するために不可欠であり,DNAポリメラーゼ活性のための新しいメカニズムを明らかにします.

科学分野:

生物化学
分子生物学
構造生物学

背景:

酵素基板複合体は,通常,触媒に必要なすべての成分を含んでいると考えられます.
DNAポリメラーゼは,リン酸化移転反応によってDNA合成を触媒する.

研究の目的:

DNAポリメラーゼにおける触媒の正確な要求を調査する.
DNA合成反応メカニズムにおける金属イオンの役割を解明する.

主な方法:

ダイナミックな構造変化を捉えるために時間解像度X線結晶学が採用されました.
DNA合成中の酵素基板複合体の分析

主要な成果:

2つの金属イオンを持つ完全に組み立てられたDNAポリメラーゼ-DNA-デオキシヌクレオシドトリフォスファート複合体は,触媒作用には不十分である.
フォスフォリトランスファー反応は,第三の非酵素調整二価イオンが捕獲された後にのみ開始されます.
この第3カチオンの結合は,酵素基板複合体の熱活性化を必要とする.

結論:

DNA合成の触媒メカニズムは,第三の,一時的に結合された金属イオンを含む.
この第3の金属イオンは,反応の活性化バリアを克服するエネルギーを供給するために不可欠です.
この発見は,酵素と基質の複合体の要求に関する従来のモデルに異議を唱えている.

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