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簡述一些常見連接酶的作用機制
點擊次數(shù):401 更新時間:2023-02-23

常見種類和作用機制

1、T4DNA連接酶

T4DNA連接酶是目前應(yīng)用比較多的病毒基因組編碼的DNA連接酶,在基因重組中廣泛使用。噬菌體類型較多,目前研究發(fā)現(xiàn)T4噬菌體能夠合成T4DNA連接酶,并且已經(jīng)能夠從被T4嗜菌體感染的大腸桿菌中提取該酶,此外科學(xué)家也已經(jīng)定位該酶的合成基因,即噬菌體T4的30基因。T4DNA連接酶具有連接黏性末端和平末端的作用,研究人員總結(jié)DNA片段的連接過程,認(rèn)為整個DNA連接反應(yīng)可以通過三個連續(xù)步驟來完成:

(1)ATP通過斷裂最后一個高能磷酸鍵釋放能量,同時產(chǎn)生的AMP和T4DNA連接酶利用ATP水解釋放的能量形成E-AMP復(fù)合物;

(2)所形成的E-AMP復(fù)合物可以識別DNA雙鏈之前被切開的切口,識別之后AMP會脫離E-AMP復(fù)合物并與DNA的5’-P基團(tuán)結(jié)合;

(3)需要連接的另外一段DNA分子片段的3’-OH會攻擊第二步形成5’-P-AMP,3’-OH和磷酸基團(tuán)殘基發(fā)生反應(yīng)形成磷酸二酯鍵,同時釋放出一個AMP。

2、 真核生物DNA連接酶

真核生物存在3種ATP依賴型DNA連接酶——DNA連接酶Ⅰ、DNA連接酶Ⅲ和DNA連接酶Ⅳ。研究顯示,DNA連接酶Ⅰ和DNA連接酶Ⅳ廣泛分布于真核生物中,如植物界和動物界,DNA連接酶Ⅲ則主要分布于脊椎動物中。

目前科學(xué)家認(rèn)為,在真核生物DNA復(fù)制過程中,起到連接作用的可能主要是DNA連接酶Ⅰ,DNA連接酶Ⅰ活性的調(diào)節(jié)與其氨基端有關(guān),在其氨基端靠近活性中心有一個特定的部位,該部位可以通過磷酸化作用來調(diào)節(jié)DNA連接酶Ⅰ的活性。DNA連接酶Ⅰ的作用就是將DNA復(fù)制時復(fù)制叉處形成的不連續(xù)的后隨鏈(岡崎片段)連接起來。在此過程中DNA連接酶Ⅰ并不是單獨起作用,而是需要和多種蛋白因子密切合作共同完成。在真核生物DNA復(fù)制時,后隨鏈?zhǔn)怯蒁NA聚合酶α催化合成的,DNA聚合酶α先催化合成一段引物,然后依賴DNA聚合酶δ與增殖細(xì)胞核抗原(持續(xù)復(fù)制因子),從引物開始合成DNA,然后引物通過降解出去。此外,在損傷的DNA的堿基修復(fù)中,DNA連接酶Ⅰ也同樣起到重要的作用。首先細(xì)胞內(nèi)的特異性的核酸內(nèi)切酶和外切酶特異性識別損傷部位,在DNA單鏈損傷部位的附近進(jìn)行剪切,切除一段DNA,然后DNA聚合酶以另一條完整的DNA鏈作為模版進(jìn)行修復(fù)合成重新合成這段DNA,最后由DNA連接酶Ⅰ將缺口連接。

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