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DNAポリメラーゼによって触媒化された核酸化の化学後段階に関する構造的洞察

Andrew J Reed ¹, Rajan Vyas ¹, Austin T Raper ¹

⁰Department of Chemistry and Biochemistry and ‡The Ohio State Biochemistry Program, The Ohio State University , Columbus, Ohio 43210, United States.

Journal of the American Chemical Society +

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2016年12月14日

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まとめ

研究者は抗ウイルス薬を使用して,DNAポリメラーゼの化学処理後のステップを構造的に特徴付けました. ポリメラーゼの触媒循環の完成を誘発するものは,前述の形状の変化ではなく,ピロフォスファートの放出である.

科学分野

生化学と分子生物学
構造生物学
酵素学

背景

DNAポリメラーゼはゲノム複製に不可欠ですが,ニュクレオチド組み込み後のステップは構造的に特徴づけられていません.
ピロフォスファート (PPi) 放出は,ポリメラーゼの触媒サイクル完了とDNA転位のための構成変化を誘発すると仮定されている.

研究の目的

ヒトDNAポリメラーゼ β (hPolβ) によるヌクレオチドの組み込みにおける化学後イベントの配列を構造的に解明する.
DNAポリメラーゼ活動中のピロフォスファート (PPi) 放出のための構造的基礎を提供する.

主な方法

鎖末抗ウイルス薬であるラミブジン ((- 3TC-TP) とエムトリシタビン ((- FTC-TP) を構造研究に使用した.
X線結晶学を用いてhPolβのポスト触媒構造を決定した.

主要な成果

結ばれたPPiと開いた形状のhPolβが示され,PPiの放出に先行する形状の変化を示している.
核酸結合がポリメラーゼ転位前に PPi 解離を促進することを確認した.
DNAポリメラーゼで触媒化された核酸の組み込みにおける第3の二価金属イオンの役割を精製した.

結論

この研究は,正規のDNAポリメラーゼ機構における化学後のステップの順序を定義する.
構造データは,PPiが放出される前に反転した形状の変化が起こり,以前の仮説に異議を唱えていることを示唆している.
発見は,核酸結合,PPi解離,およびポリメラーゼ転位を含むイベントのシーケンスを明確にします.

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