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DNA Helicases00:55

DNA Helicases

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DNA unwinding helicase enzymes are a type of motor protein. Motor proteins can translocate along filaments or polymers using energy generated from ATP hydrolysis. Helicases are involved in all the important cellular processes where DNA unwinding is required, such as DNA replication, repair, recombination, and transcription. They are present in all living organisms, but vary in their structure, function, and mechanism of action. For example, in prokaryotes, DnaB helicase binds and translocates...
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DNA Topoisomerases02:02

DNA Topoisomerases

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Topoisomerases are enzymes that relax overwound DNA molecules during various cell processes, including DNA replication and transcription. These enzymes regulate positive and negative DNA supercoiling without changing the nucleotide sequence. DNA overwinding in a clockwise direction results in positively supercoiled DNA, whereas underwinding in a counterclockwise direction produces negatively supercoiled DNA.
Types and Mechanism of action
Topoisomerases are divided into two main types. ...
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Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation02:53

Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation

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Because the DNA segments are cut and reorganized in a direction-specific manner, site-specific recombination has emerged as an efficient genetic engineering technique. Flippase and Cyclization recombinases or Flp and Cre, respectively, are two members of the tyrosine recombinase family derived from bacteriophages, that are used to mediate site-specific DNA insertions, deletions, and targeted expression of proteins in mammalian cell lines.
The recognition sites for Cre recombinase called LoxP...
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Dmitriy Bobrovnikov1, Monika A Makurath2,3, Clara H Wolfe1

  • 1Department of Biophysics and Biophysical Chemistry, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, Maryland 21205, United States.

Journal of the American Chemical Society
|September 22, 2023
PubMed
まとめ

研究者は光制御された活動を持つ 新種のDNAヘリカスを設計しました これらの"オプトヘリカース"は 光を用いて無活性状態と活性状態を切り替え 将来の応用のために DNA の解き放たれを正確に制御します

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科学分野:

  • 生物化学
  • 分子生物学
  • タンパク質工学

背景:

  • タンパク質の設計には 構造と機能の関係を理解する必要があります
  • DNAヘリコースはDNA代謝における重要な酵素である.
  • 外部刺激による タンパク質の活性制御は 重要な課題です

研究 の 目的:

  • 光誘導活性を持つ新しいDNAヘリカスを設計する
  • DNAの解き放たれを 空間時間的に制御する
  • 酵素調節における光遺伝学の可能性を 探求する.

主な方法:

  • DNAヘリケース調節サブドメインの構造分析
  • 新型ヘリケースのタンパク質工学
  • アゾベンゼン基のクロスリンカーを光誘発イソメリゼーションに組み込む.
  • 大量生化学分析と単分子光学ピンチを用いた特徴付け.

主要な成果:

  • エンジニアリングされたヘリコースは,光に依存する形状の変化を示します.
  • アゾベンゼンクロスリンカーイソメリゼーションは,ヘリコースの活性性を不活性状態と活性状態に切り替える.
  • 光を用いたDNA解の制御を証明した.
  • 単一分子分析により 光調節ヘリケーゼ機能が確認されました

結論:

  • 発光可能なDNAヘリコース ("オプトヘリコース") を開発した.
  • DNAの混合状態の 精密な空間時間的な制御を達成した.
  • オプトヘリカスは,核酸の相互作用のダイナミックな制御を必要とするアプリケーションに期待されます.