SSB-proteiineja tai proteiinin DNA: ta sitovan yksittäisen kaistan (alkaen Englanti " s nivusten s trand DNA b inding proteiinit") ovat proteiineja vastaavat vakauttaa, suojata ja väliaikaisesti säilyttää yhden DNA-juova on saatu erottaminen dupleksi-DNA: nauha helikaasiproteiinien vaikutuksesta.
Organismin geneettinen tieto on suojattu ja koodattu kaksikaistaisen DNA: n muodossa. Jotta se voidaan kääntää ja replikoida, sen on oltava purettu ja parittumaton, ja juuri tässä prosessissa osallistuvat SSB-proteiinit.
32 kDa (RPA32) fragmentti replikaatioproteiinin A-alayksiköstä (Lähde: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa Wikimedia Commonsin kautta)
Nämä proteiinit sitoutuvat yhteistyössä muiden monomeerien kanssa, jotka osallistuvat niiden stabilointiin DNA: lla, ja niitä on sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa.
Escherichia coli SSB -proteiinit (EcSSB) olivat ensimmäiset tämän tyyppiset proteiinit, jotka kuvataan. Ne karakterisoitiin toiminnallisesti ja rakenteellisesti, ja löytöstään lähtien niitä on käytetty tämän mallin proteiinien tutkimusmallina.
Eukaryoottisissa organismeissa on proteiineja, jotka ovat samanlaisia kuin bakteerien SSB-proteiinit, mutta eukaryooteissa nämä tunnetaan nimellä RPA-proteiinit tai replikaatioproteiinit A (replikaatioproteiini A), jotka ovat toiminnallisesti samanlaisia kuin SSB: t.
Löytöstään lähtien laskennallisia biokemiallisia ja toiminnallisia malleja on käytetty tutkimaan SSB-proteiinien ja yksijuosteisen DNA: n välisiä vuorovaikutuksia selvittääkseen niiden roolia eri organismien genomin välttämättömissä prosesseissa.
ominaisuudet
Tämän tyyppisiä proteiineja esiintyy kaikissa elämän valtakunnissa ja vaikka niillä on samat toiminnalliset ominaisuudet, ne ovat rakenteellisesti erilaisia, etenkin niiden konformaatiomuutosten suhteen, jotka vaikuttavat olevan spesifisiä jokaiselle SSB-proteiinityypille.
Kaikkien näiden proteiinien on havaittu jakavan konservoituneen domeenin, joka osallistuu yksikaistaisen DNA: n sitoutumiseen ja joka tunnetaan oligonukleotidi / oligosakkaridia sitovana domeenina (kirjallisuudesta löytyy nimellä OB-domeeni).
Termofiilisten bakteerien, kuten Thermus aquaticus, SSB-proteiineilla on huomattavia ominaisuuksia, koska niillä on kaksi OB-domeenia kussakin alayksikössä, kun taas useimmissa bakteereissa on vain yksi näistä jokaisessa alayksikössä.
Useimmat SSB-proteiinit sitoutuvat epäspesifisesti yksikaistaiseen DNA: han. Kunkin SSB: n sitoutuminen riippuu kuitenkin sen rakenteesta, yhteistyöasteesta, oligomerisaation tasosta ja monista ympäristöolosuhteista.
Kaksiarvoisten magnesiumionien konsentraatio, suolojen konsentraatio, pH, lämpötila, polyamiinien, spermidiinin ja spermiinin läsnäolo ovat joitain in vitro tutkittuja ympäristöolosuhteita, jotka vaikuttavat eniten SSB-proteiinien aktiivisuuteen.
Rakenne
Bakteereilla on homo-tetrameerisiä SSB-proteiineja, ja jokaisella alayksiköllä on yksi OB: tä sitova domeeni. Sitä vastoin virus-SSB-proteiinit, erityisesti monien bakteriofaagien proteiinit, ovat yleensä mono- tai dimerisiä.
NB-terminaalisessa päässäan SSB-proteiineilla on DNA: ta sitova domeeni, kun taas niiden C-terminaalinen pää koostuu yhdeksästä konservoituneesta aminohaposta, jotka vastaavat proteiini-proteiini-vuorovaikutuksista.
Kolme tryptofaanitähdettä asemissa 40, 54 ja 88 ovat tähteet, jotka vastaavat vuorovaikutuksesta DNA: n kanssa sitoutumisdomeeneissa. Nämä eivät välitä vain DNA-proteiini-vuorovaikutuksen stabiloitumista, vaan myös muiden proteiini-alayksiköiden rekrytointia.
E. coli SSB -proteiini on mallinnettu laskennallisissa tutkimuksissa ja on määritetty, että sillä on 74 kDa: n tetrameerinen rakenne ja että se sitoutuu yksikaistaiseen DNA: hon eri SSB: n kaltaisten alayksiköiden yhteisvaikutuksen kautta.
Archaea sisältää myös SSB-proteiineja. Nämä ovat monomeerisiä ja niillä on yksi DNA: ta sitova domeeni tai OB-domeeni.
Eukaryooteissa RPA-proteiinit ovat rakenteellisesti monimutkaisempia: ne koostuvat heterotrimeristä (kolmesta eri alayksiköstä), jotka tunnetaan nimellä RPA70, RPA32 ja RPA14.
Heillä on ainakin kuusi oligonukleotidi / oligosakkaridia sitovaa domeenia, vaikka tällä hetkellä vain neljä näistä kohdista tunnetaan tarkalleen: kolme RPA70-alayksikössä ja neljäs RPA32-alayksikössä.
ominaisuudet
SSB-proteiineilla on keskeisiä tehtäviä genomin ylläpitämisessä, pakkaamisessa ja järjestämisessä suojaamalla ja stabiloimalla yksijuosteisia DNA-juosteita silloin, kun ne altistetaan muiden entsyymien vaikutuksesta.
On tärkeää huomata, että nämä proteiinit eivät ole proteiineja, jotka vastaavat DNA-juosteiden purkamisesta ja avaamisesta. Sen toiminta on rajoitettu vain DNA: n stabilointiin, kun se on yksikaistaisen DNA: n tilassa.
Nämä SSB-proteiinit toimivat yhteistyössä, koska yhden niistä yhdistäminen helpottaa muiden proteiinien (SSB tai ei) liittymistä. DNA: n metaboliaprosesseissa näitä proteiineja pidetään eräänlaisena pioneeri- tai primaariproteiineina.
Yksijuosteisten DNA-nauhojen stabiloinnin lisäksi näiden proteiinien sitoutumisella DNA: hon on ensisijainen tehtävä suojata näitä molekyylejä tyypin V endonukleaasien hajoamiselta.
SSB-tyyppiset proteiinit osallistuvat aktiivisesti käytännössä kaikkien elävien organismien DNA-replikaatioprosesseihin. Sellaiset proteiinit etenevät, kun replikaatiohaarukka etenee, ja pitävät kaksi vanhemman DNA-juostetta erillään niin, että ne ovat asianmukaisessa kunnossa toimimaan templaaneina.
esimerkit
Bakteerissa SSB-proteiinit stimuloivat ja stabiloivat RecA-proteiinitoimintoja. Tämä proteiini on vastuussa DNA: n korjaamisesta (SOS-reaktio) ja rekombinaatioprosessista komplementaaristen yksikaistaisten DNA-molekyylien välillä.
E. colin mutantit, jotka on geneettisesti muokattu viallisten SSB-proteiinien saamiseksi, inhiboidaan nopeasti, eivätkä ne suorita tehokkaasti toimintojaan DNA: n replikaatiossa, korjaamisessa ja rekombinaatiossa.
RPA: n kaltaiset proteiinit säätelevät solusyklin etenemistä eukaryoottisoluissa. Erityisesti uskotaan, että RPA4: n solukonsentraatiolla voi olla epäsuora vaikutus DNA: n replikaatiovaiheeseen, ts. RPA4: n korkeissa konsentraatioissa tämä prosessi estyy.
On ehdotettu, että RPA4: n ekspressio voi estää solujen lisääntymistä estämällä replikaatiota ja pelaamalla roolia terveiden solujen elinkelpoisuuden ylläpitämisessä ja merkitsemisessä eläinorganismeissa.
Viitteet
- Anthony, E., ja Lohman, TM (2019, helmikuu). E. colin yksijuosteista DNA: ta sitovien (SSB) proteiini-DNA-kompleksien dynamiikka. Solu- ja kehitysbiologian seminaareissa (osa 86, s. 102 - 1111). Academic Press.
- Beernink, HT, ja Morrical, SW (1999). RMP: t: rekombinaation / replikaation välittäjäproteiinit. Biokemiallisten tieteiden suuntaukset, 24 (10), 385-389.
- Bianco, PR (2017). Tarina SSB: stä. Biofysiikan ja molekyylibiologian kehitys, 127, 111-118.
- Byrne, BM, ja Oakley, GG (2018, marraskuu). Replikaatioproteiini A, laksatiivi, joka pitää DNA: n säännöllisen: RPA-fosforylaation merkitys genomien stabiilisuuden ylläpitämisessä. Solu- ja kehitysbiologian seminaareissa. Academic Press
- Krebs, JE, Goldstein, ES, ja Kilpatrick, ST (2017). Lewinin geenit XII. Jones & Bartlett Learning.
- Lecointe, F., Serena, C., Velten, M., Costes, A., McGovern, S., Meile, JC,… ja Pollard, P. (2007). Kromosomaalisen replikaation haarukan pidättämisen ennakointi: SSB: n kohteet korjaavat DNA-helikaasit aktiivisiksi haarukoiksi. EMBO-lehti, 26 (19), 4239-4251.