所述解旋酶是指一组蛋白质水解性类型是所有活生物体十分重要的酶; 它们也称为运动蛋白。它们通过细胞质移动,通过ATP水解将化学能转化为机械功。
它最重要的功能是破坏核酸含氮碱基之间的氢键,从而使其复制。必须强调的是,解旋酶实际上无处不在,因为它们存在于病毒,细菌和真核生物中。
涉及大肠杆菌复制的酶。摘自CésarBenitoJiménez,并通过Wikimedia Commons编辑。
这些蛋白质或酶中的第一个是在1976年的大肠杆菌中发现的;两年后,在百合植物的真核生物中发现了第一个解旋酶。
目前,解旋酶蛋白已经在包括病毒在内的所有自然界中得到了表征,这意味着人们已经对这些水解酶,它们在生物体中的功能以及它们的机械作用有了广泛的了解。
特点
壳聚糖酶是加速化学反应(酶)的生物或天然大分子。它们的主要特征是通过水解分离三磷酸腺苷(ATP)化学配合物。
这些酶使用ATP结合并重构建脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的复合物。
至少有两种类型的解旋酶:DNA和RNA。
DNA解旋酶
DNA解旋酶在DNA复制中起作用,其特征是将双链DNA分成单链。
RNA解旋酶
这些酶在核糖核酸(RNA)的代谢过程中以及在增殖,繁殖或核糖体生物发生中起作用。
RNA解旋酶在信使RNA(mRNA)的预剪接过程中以及在细胞核中将DNA转录为RNA后蛋白质合成的启动中也很关键。
分类
这些酶可以根据其与核心氨基酸ATPase结构域的氨基酸测序同源性或通过共有的测序基序进行区分。根据分类,这些分为6个超家族(SF 1-6):
SF1
该超家族的酶具有3'-5'或5'-3'易位极性,并且不形成环结构。
SF2
它被称为最广泛的解旋酶,主要由RNA解旋酶组成。它们具有易位极性,通常为3'-5',只有极少数例外。
它们具有高度保守的氨基酸序列的9个基序(从英语基序转换为“重复元素”),并且像SF1一样,不形成环结构。
SF3
它们是病毒的特征性解旋酶,并具有独特的3'-5'易位极性。它们仅具有四个高度保守的序列基序,并形成环结构或环。
SF4
它们首先在细菌和噬菌体中描述。它们是一组复制或复制解旋酶。
它们具有独特的5'-3'易位极性,并具有五个高度保守的序列基序。这些解旋酶的特征在于形成环。
SF5
它们是Rho因子类型的蛋白质。SF5超家族的解旋酶是原核生物的特征,并且是六聚体ATP依赖性的。它们被认为与SF4密切相关。另外,它们具有环形和非环形形状。
SF6
它们显然是与SF3超家族有关的蛋白质。但是,SF6呈现了与各种细胞活动相关的ATPase蛋白域(AAA蛋白),而SF3中不存在。
结构体
在结构上,所有解旋酶在其一级结构的前部均具有高度保守的序列基序。分子的一部分具有特定的氨基酸排列,这取决于每种解旋酶的特定功能。
在结构上研究最多的解旋酶是SF1超家族的解旋酶。已知这些蛋白质会聚集成非常类似于多功能RecA蛋白的2个结构域,并且这些结构域在它们之间形成一个ATP结合袋。
非保守区域可以具有特定结构域,例如DNA识别类型,细胞定位结构域和蛋白质-蛋白质。
eIF4A-PDCD4复合物的晶体结构。解旋酶亚基的EIF4A1二聚体,与PDCD4(蓝绿色)结合。摘自并编辑:Ayacop请从Wikimedia Commons下载。
特征
DNA解旋酶
这些蛋白质的功能取决于多种重要因素,其中包括环境压力,细胞谱系,遗传背景和细胞周期阶段。
已知SF1 DNA解旋酶在DNA修复,复制,转移和重组中起特定作用。
它们分离DNA双螺旋的链,并参与端粒的维护,双链断裂的修复和核酸相关蛋白的去除。
RNA解旋酶
如前所述,RNA解旋酶在绝大多数RNA代谢过程中都至关重要,这些蛋白质也参与了病毒RNA的检测。
另外,由于它们检测到外源或外源RNA(在脊椎动物中),因此它们还发挥抗病毒免疫反应的作用。
医学意义
Hellcases帮助细胞克服内源性和外源性压力,防止染色体不稳定并维持细胞平衡。
该系统的失败或稳态平衡与涉及编码解旋酶类型蛋白的基因的遗传突变有关;因此,它们是生物医学和遗传学研究的主题。
下面我们将提到一些与将DNA编码为解旋酶型蛋白的基因突变有关的疾病:
沃纳综合征
这是一种遗传疾病,是由称为解旋酶的WRN基因突变引起的。突变型解旋酶无法正常工作,并导致许多疾病,这些疾病共同构成了Werner综合征。
患有这种病理的人的主要特征是他们的过早衰老。为了使这种疾病得以显现,突变基因必须从父母双方那里继承下来。它的发病率很低,没有治愈的方法。
布卢姆综合征
布卢姆综合征是一种遗传疾病,是由称为解链酶蛋白的常染色体基因BLM突变导致的。它仅针对对该字符纯合的个体(隐性)发生。
这种罕见疾病的主要特征是对日光过敏,会引起皮肤红斑皮疹。目前还没有治愈方法。
Rothmund-Thomson综合征
它也被称为先天性萎缩性鬼臼皮病。这是一种非常罕见的遗传起源的病理学:迄今为止,全世界描述的病例不到300例。
它是由RECQ4基因突变引起的,RECQ4基因是位于8号染色体上的常染色体隐性基因。
该综合征的症状或状况包括少年白内障,骨骼系统异常,色素沉着,毛细血管扩张和皮肤萎缩(poikiloderma)。在某些情况下,可能会发生甲状腺功能亢进和睾丸激素生成不足。
参考文献
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