6.7:
ДНК-геликазы и одноцепочечные ДНК-связывающие белки
6.7:
ДНК-геликазы и одноцепочечные ДНК-связывающие белки
Хеликазы – ферменты, раскручивающие ДНК, являются одним из видов моторных белков. Моторные белки могут перемещаться по филаментам или полимерам, используя энергию, генерируемую гидролизом АТФ. Хеликазы участвуют во всех важных клеточных процессах, где требуется раскручивание ДНК, таких как репликация, репарация, рекомбинация ДНК и транскрипция. Они присутствуют во всех живых организмах, но различаются по своей структуре, функционированию и механизму действия. Например, у прокариот хеликаза DnaB связывается и перемещается по матрице отстающей цепи в направлении от 5' к 3'. В эукариотах белковый комплекс поддержания минихромосом (MCM) представляет собой ДНК хеликазу, которая связывается и перемещается вдоль матрицы ведущей цепи в направлении от 3' к 5'.
Хеликазы как терапевтические мишени
Являясь незаменимым компонентом механизма репликации ДНК, хеликаза становится новой мишенью для разработки лекарств против бактериальных и вирусных инфекций, а также для лечения рака. Раковые клетки характеризуются быстрой пролиферацией, что требует высокой скорости репликации ДНК и соответствующего увеличения продукции хеликазы MCM. Таким образом, ингибирование или истощение хеликазы МСМ подходящими препаратами может подавить быстрый рост раковых клеток.
Белки, связывающие одноцепочечную ДНК (SSB) – стабилизаторы и защитники одноцепочечной ДНК (оцДНК)</strong
Для успешной репликации ДНК раскручивание двухцепочечной ДНК должно сопровождаться стабилизацией и защитой отдельных одиночных цепей ДНК. Эту важную задачу выполняют белки, связывающие одноцепочечную ДНК (SSB). Они связываются с ДНК независимым от последовательности образом, что означает, что азотистые основания ДНК не обязательно должны присутствовать в определенном порядке для связывания с ней белков SSB. Связывание белков SSB выпрямляет одноцепочечную ДНК (оцДНК) и делает ее жесткой. Считается, что это повышает способность ДНК-полимеразы правильно выбирать основания, тем самым повышая точность репликации ДНК.
Постоянно растущая угроза появления устойчивых к лекарствам микроорганизмов требует разработки антибиотиков с новыми мишенями. Для этой цели исследуются белки SSB, в связи с их участием в репликации, рекомбинации и репарации ДНК.
Suggested Reading
- Tuteja, Narendra, and Renu Tuteja. "Prokaryotic and eukaryotic DNA helicases: essential molecular motor proteins for cellular machinery." European Journal of Biochemistry 271, no. 10 (2004): 1835-1848. https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1432-1033.2004.04093.x
- Seo, Yeon-Soo, and Young-Hoon Kang. "The human replicative helicase, the CMG complex, as a target for anti-cancer therapy." Frontiers in Molecular Biosciences 5 (2018): 26. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmolb.2018.00026/full