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在Thermus aquaticus DNA聚合酶的晶体结构

Y Kim¹, S H Eom, J Wang

¹Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8114, USA.

|August 17, 1995

概括

塔克聚合酶的结构显示其聚合酶域与大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段相似. 然而,Taq聚合酶缺乏3'5'外核酶活性,其5'核酶活性位离聚合酶活性位很远.

科学领域:

生物化学生物化学
结构生物学结构生物学
分子生物学分子生物学

背景情况:

在PCR中至关重要的Taq聚合酶与大肠杆菌DNA聚合酶I (pol I) 具有同质性.
虽然克莱诺的玻璃碎片在结构上具有特征,但完整的玻璃仍然难以捉摸.
塔克聚合酶具有5'核酶活性和聚合酶域,但缺乏在聚I中发现的3'-5'外核酶编辑功能.

研究的目的:

为了确定Taq聚合酶的高分辨率晶体结构.
为了比较Taq聚合酶与大肠杆菌DNA聚合酶I的结构特征,特别是Klenow片段.
阐明Taq聚合酶和pol I之间的功能差异的结构基础,重点关注核酶和聚合酶活性位点.

主要方法:

采用X射线晶体学,以2.4A分辨率确定Taq聚合酶的结构.
在Taq聚合酶和大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段之间进行了比较结构分析.

主要成果:

Taq聚合酶和Klenow片段的聚合酶域具有几乎相同的结构.
塔克聚合酶在其3'-5'外核酶活性位点的残留物中缺乏催化关键的碳酸盐残留物.
含有保存的金属离子结合碳酸盐的5'核酶活性位点位于距离聚合酶活性位点约70A处.

结论:

结构数据提供了Taq聚合酶和pol I之间的功能差异的见解,特别是Taq聚合酶中3'-5'外核酶活性的丧失.
5'核酶和聚合酶活性位点的独特空间布局引发了关于它们在DNA合成中的协调功能的问题.
这些发现有助于理解DNA复制和修复的机制,其中涉及具有不同域组织和活动的DNA聚合酶.

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