Білки обпал або білки ДНК - що зв'язує одну смуги (від англійського « сек паху сек TRAND ДНК б inding білків») представляють собою білки відповідальності стабілізують, захищати і підтримувати транзиторно одну смугу ДНК , отриману з відділення дуплексной ДНК дію білка гелікази.
Генетична інформація організму захищена і кодується у вигляді двосмугової ДНК. Для того, щоб його можна було перекласти та тиражувати, воно повинно бути розкрученим та неспареним, і саме в цьому процесі белки SSB беруть участь.
Фрагмент сублідиниці білка реплікації 32 кДа (RPA32) (Джерело: Jawahar Swaminathan та співробітники MSD Європейського інституту біоінформатики через Wikimedia Commons)
Ці білки спільно зв'язуються з іншими різними мономерами, які беруть участь у стабілізації їх за допомогою ДНК і містяться як у прокаріотів, так і у еукаріотів.
Escherichia coli SSB білки (EcSSB) були першими описаними білками. Вони були функціонально та структурно охарактеризовані, і з моменту їх відкриття вони використовувались як модель дослідження для цього класу білків.
Еукаріотичні організми мають білки, схожі з білками SSB бактерій, але у еукаріотів вони відомі як білки RPA або протеїни реплікації A (реплікаційний протеїн A), які функціонально схожі на SSBs.
З моменту свого відкриття комп'ютерне біохімічно-функціональне моделювання використовувалося для вивчення взаємодії між білками SSB і одноланцюговою ДНК з метою з'ясування їх ролі в суттєвих процесах геному різних організмів.
характеристики
Ці типи білків є у всіх царствах життя, і хоча вони мають однакові функціональні властивості, вони структурно відрізняються, особливо з точки зору їх конформаційних змін, які, здається, є специфічними для кожного типу білка SSB.
Було встановлено, що всі ці білки поділяють збережений домен, який бере участь в односмуговому зв'язуванні ДНК і відомий як домен зв'язування олігонуклеотид / олігосахарид (знайдений в літературі як OB домен).
У білків SSB термофільних бактерій, таких як Thermus aquaticus, є чудові характеристики, оскільки вони мають по два домени OB в кожній субодиниці, тоді як у більшості бактерій є лише один з них у кожній субодиниці.
Більшість білків SSB зв'язуються не конкретно до односмугової ДНК. Однак зв'язування кожного SSB залежить від його структури, ступеня кооперативності, рівня олігомеризації та різних умов навколишнього середовища.
Концентрація двовалентних іонів магнію, концентрація солей, рН, температура, присутність поліамінів, спермідину та сперміну - це деякі екологічні умови, вивчені in vitro, які найбільше впливають на активність білків SSB.
Будова
Бактерії володіють гомотетрамерними білками SSB, і кожна субодиниця має єдиний OB-зв'язуючий домен. На відміну від цього вірусні білки SSB, особливо багато бактеріофаги, як правило, моно- або димерні.
На своєму N-кінцевому кінці білки SSB мають домен, що зв'язує ДНК, тоді як їх кінцевий кінець С складається з дев'яти збережених амінокислот, відповідальних за взаємодію білка та білка.
Три залишки триптофану в положеннях 40, 54 і 88 є залишками, відповідальними за взаємодію з ДНК у зв'язуючих областях. Вони опосередковують не тільки стабілізацію взаємодії ДНК-білок, але і набір інших білкових субодиниць.
Протеїн SSB E. coli був модельований в обчислювальних дослідженнях, і було встановлено, що він має тетрамерну структуру 74 кДа і що він зв'язується з односмуговою ДНК завдяки спільній взаємодії різних субодиниць, подібних SSB.
Археї також мають білки SSB. Вони є мономерними і мають єдиний ДНК-зв'язуючий домен або OB домен.
У еукаріотів білки RPA структурно кажучи, складніші: вони складаються з гетеротримеру (з трьох різних субодиниць), відомих як RPA70, RPA32 та RPA14.
Вони володіють щонайменше шістьма доменами, що зв'язують олігонуклеотид / олігосахарид, хоча в даний час точно відомі лише чотири з цих сайтів: три в підрозділі RPA70 і четвертий, що проживає в підрозділі RPA32.
Особливості
Протеїни SSB мають ключові функції в утриманні, упаковці та організації геному, захищаючи та стабілізуючи одноланцюгові ланцюги ДНК у той час, коли вони піддаються дії інших ферментів.
Важливо зазначити, що ці білки не є білками, відповідальними за розмотування та відкриття ниток ДНК. Його функція обмежується лише стабілізацією ДНК, коли вона знаходиться в стані однодіапазонної ДНК.
Ці білки SSB діють спільно, оскільки об'єднання одного з них полегшує об'єднання інших білків (SSB чи ні). У обмінних процесах ДНК ці білки розглядаються як різновид піонерських або первинних білків.
Окрім стабілізації одноланцюжкових смуг ДНК, зв'язування цих білків з ДНК має головну функцію захисту цих молекул від деградації ендонуклеазами типу V.
Білки типу SSB активно беруть участь у процесах реплікації ДНК практично всіх живих організмів. Такі білки просуваються по мірі просування вилки реплікації і тримають два батьківські ланцюги ДНК окремо, щоб вони були в належному стані, щоб діяти як шаблони.
Приклади
У бактеріях білки SSB стимулюють і стабілізують функції білка RecA. Цей білок відповідає за відновлення ДНК (реакція SOS) і за процес рекомбінації між комплементарними односмуговими молекулами ДНК.
Мутанти кишкової палички, генетично маніпульовані для отримання дефектних білків SSB, швидко інгібуються і не ефективно виконують свої функції в реплікації, репарації та рекомбінації ДНК.
RPA-подібні білки контролюють прогресування клітинного циклу в еукаріотичних клітинах. Зокрема, вважається, що клітинна концентрація RPA4 може мати опосередкований вплив на стадію реплікації ДНК, тобто при високих концентраціях RPA4 цей процес гальмується.
Висловлено припущення, що експресія RPA4 може запобігати проліферації клітин шляхом інгібування реплікації та відіграючи роль у підтримці та маркуванні життєздатності здорових клітин в організмах тварин.
Список літератури
- Ентоні, Е., і Ломан, ТМ (2019, лютий). Динаміка одноланцюгових ДНК-зв'язуючих комплексів ДНК (SSB) білка-ДНК. На семінарах з клітинної та розвитку біології (т. 86, с. 102-111). Академічна преса.
- Beernink, HT, & Morrical, SW (1999). RMP: білки-медіатори рекомбінації / реплікації. Тенденції біохімічних наук, 24 (10), 385-389.
- Bianco, PR (2017). Казка про ССБ. Прогрес у біофізиці та молекулярній біології, 127, 111-118.
- Бірн, BM, & Oakley, GG (2018, листопад). Реплікаційний білок А, проносне, що підтримує регулярність ДНК: Важливість фосфорилювання RPA для підтримки стабільності геному. На семінарах з клітинної та розвитку біології. Академічна преса
- Krebs, JE, Goldstein, ES, & Kilpatrick, ST (2017). Гени Левіна XII. Навчання Джонса і Бартлетта.
- Lecointe, F., Serena, C., Velten, M., Costes, A., McGovern, S., Meile, JC,… & Pollard, P. (2007). Передбачаючи зупинку хромосомної реплікації виделкою: мішені SSB відновлюють гелікази ДНК в активні вилки. Журнал EMBO, 26 (19), 4239-4251.