Хеликазы

Структура геликазы RuvA Escherichia coli

Хеликазы (иногда геликазы, англ. helicase, от лат. helix — спираль) — класс ферментов, которые имеются у всех живых организмов. Их относят к классу «молекулярных машин», поскольку они используют энергию гидролиза нуклеотидтрифосфатов (АТФ, ГТФ) для движения вдоль сахарофосфатного остова нуклеиновых кислот (ДНК, РНК, гибридов между ДНК и РНК) и разрыва внутри- или межмолекулярных водородных связей между основаниями.

Классифицируют две большие внесистемные группы — ДНК-хеликазы и РНК-хеликазы.

Функции

Основной функцией хеликаз является разделение цепей двухцепочечной молекулы ДНК или внутримолекулярных связей в молекулах РНК, используя энергию гидролиза АТФ или ГТФ. Движение фермента вдоль цепи нуклеиновой кислоты может происходить как в направлении 5' → 3', так и в направлении 3' → 5', в зависимости от конкретной хеликазы. Многие процессы жизнедеятельности, происходящие в клетке, требуют разделения цепей и расплетения биополимеров вторичной структуры нуклеиновых кислот:

• репликация ДНК
• рекомбинация
• репарация ДНК
• транскрипция
• сплайсинг
• трансляция

Часто в клетках одновременно присутствует несколько десятков хеликаз (у E. coli известно 14, в человеческих клетках - 24). Хеликазам присущи несколько типов структурной организации, они могут быть активны в качестве мономера или димера, хотя наиболее хорошо изученные хеликазы, например, DnaB активны в качестве гексамера, образующего баранкообразную структуру.

Литература

• Donmez I, Patel SS. (2006) «Mechanisms of a ring shaped helicase», Nucleic Acids Res. V34(15), pp. 4216-24
• Singleton MR, Dillingham MS, Wigley DB (2007) «Structures and Mechanism of Helicases and Nucleic Acid Translocases», Annu Rev Biochem., V 76
• Vindigni A. (2007) «Biochemical, biophysical, and proteomic approaches to study DNA helicases», Miol. Biosyst, V3(4), pp. 266 — 74