DNA클램프

DNA중합효소III, 베타사슬(전체단백질)
DNA중합효소III, 베타사슬(전체단백질)
식별자
기호.	DNA_polIII_베타
인터프로	IPR001001
스마트	SM00480
SCOP2	2폴/SCOPe/SUPFAM
팜
사용 가능한 단백질 구조:
팜
PDB	1jqj, 1jql, 1mmi, 1ok7, 1unn, 1vpk, 2pol, 3bep, 3d1e, 3d1f, 3d1g

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DNA중합효소III 서브유닛베타
DNA중합효소III 서브유닛베타
	대장균의 이합체 DNA 중합효소 베타 서브유닛 결정구조.
식별자
유기체	대장균
기호.	DNAN
엔트레즈	948218
PDB	1MMI
RefSeq(프로트)	NP_418156
유니프로트	P0A988
기타 데이터
EC 번호	2.7.7.7
염색체	MG1655: 3.88~3.88 Mb
구조물들
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중앙 기공(마젠타)^[1]을 통해 모델링된 이중 가닥 DNA를 가진 인간 PCNA 슬라이딩 클램프의 호모트리머 상단 및 측면도(색상, N-말단 = 파란색, C-말단 = 빨간색).

DNA 결합 PolD의 Cryo-EM 구조 -PCNA 처리 복합체

PolD에 의한 DNA 결합의 구조적 기반 -PCNA 복합체

슬라이딩 클램프라고도 알려진 DNA 클램프는 DNA 복제에서 프로세스 촉진 인자로 작용하는 단백질 복합체이다.클램프 단백질은 DNA 중합효소 III의 핵심 성분으로서 DNA 중합효소와 결합하고, 이 효소가 템플릿 DNA 사슬에서 해리되는 것을 방지한다.클램프-폴리머라아제 단백질-단백질 상호작용은 중합효소와 템플릿 DNA 가닥 사이의 직접적인 상호작용보다 더 강하고 더 특이하다. DNA 합성 반응의 속도 제한 단계 중 하나가 중합효소와 DNA 템플릿의 연관이기 때문에 슬라이딩 클램프의 존재는 극적으로 증가한다.중합효소가 결합 이벤트당 성장 가닥에 추가할 수 있는 뉴클레오티드의 수.DNA 클램프의 존재는 비처리성 중합효소보다 ^[2]DNA 합성 속도를 최대 1,000배까지 높일 수 있습니다.

구조.

DNA 클램프는 중합효소가 성장하는 ^[3]가닥에 뉴클레오티드를 추가할 때 DNA 이중 나선을 완전히 둘러싸는 다량체, 6개 도메인 고리 구조로 조립되는 α+β 단백질이다.각 도메인은 2개의 β-α-β-β 구조 ^[4]반복으로 구성된다.DNA 클램프는 복제 포크의 DNA에 조립되고 진행 중인 중합효소와 함께 DNA를 따라 "슬라이드"되며, DNA와 단백질 표면 사이의 클램프의 중앙 구멍에 있는 물 분자의 층에 의해 도움을 받습니다.조립된 멀티머의 트로이덜 형상으로 인해 클램프는 모노머로 분해되지 않고는 템플릿 스트랜드에서 분리할 수 없다.

DNA 클램프 폴드는 박테리아, 고세균, 진핵생물 및 일부 바이러스에서 발견됩니다.박테리아에서 슬라이딩 클램프는 DNA 중합효소 III의 2개의 동일한 베타 서브유닛으로 이루어진 호모디머이므로 베타 클램프로 불린다.고세균과^[5] 진핵생물에서, 그것은 PCNA의 세 분자로 구성된 삼량체이다.T4 박테리오파지는 또한 PCNA와 구조가 비슷하지만 PCNA 또는 박테리아 베타 ^[3]클램프에 대한 배열 상동성이 결여된 gp45라고 불리는 슬라이딩 클램프를 사용합니다.

분류군	슬라이딩 클램프 단백질	멀티머 상태	관련 중합효소
박테리아	폴III의 베타 서브유닛	조광기	DNA중합효소II
고세균	고대 PCNA	트리머	폴디
진핵생물	PCNA	트리머	DNA중합효소델타
카우도비랄레스	IPR004190	트리머	파지 중합효소(예: T4)
헤르페스바이러스과	비고정성 프로세스 계수	단량체	바이러스부호화중합효소

세균

베타 클램프는 박테리아에서 발견되는 DNA 중합효소 III 홀로엔자임의 서브유닛이자 특정 DNA 클램프입니다.감마 서브유닛과 ATP 가수분해에 의해 두 개의 베타 서브유닛이 DNA 주위에 조립됩니다. 이 집합체를 프리-이니티시티브 복합체라고 합니다.DNA 주위에 조립된 후 감마 서브유닛에 대한 베타 서브유닛의 친화력은 알파 서브유닛과 엡실론 서브유닛에 대한 친화력으로 대체되며, 이들은 함께 완전한 홀로엔자임을 ^[7]^[8]^[9]형성한다.DNA 중합효소 III는 원핵생물 DNA 복제에 관여하는 1차 효소 복합체이다.

γγ'γ'γ' 서브유닛으로 구성된 DNA 중합효소 III의 감마 복합체는 ATP를 촉매하여 DNA에 결합하도록 두 베타 서브유닛을 보호한다.일단 DNA에 결합되면, 베타 서브유닛은 자유롭게 이중 가닥 DNA를 따라 움직일 수 있다.베타 서브유닛은 차례로 α-α 중합효소 복합체와 결합한다.α 서브유닛은 DNA 중합효소 활성을 가지며, β 서브유닛은 3'-5' 엑소뉴클레아제이다.^[9]

박테리아 DNA 중합효소 III의 베타 사슬은 위상적으로 동등한 세 개의 도메인(N 말단, 중심, C 말단)으로 구성되어 있다.2개의 베타사슬 분자가 밀접하게 연결되어 이중 DNA를 둘러싼 닫힌 고리를 형성한다.

DNA 중합효소 III, 베타사슬,
N 단자

식별자

기호.

DNA_pol3_beta

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

DNA 중합효소 III, 베타사슬,
중앙의

식별자

기호.

DNA_pol3_beta_2

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

DNA 중합효소 III, 베타사슬,
C단말기

식별자

기호.

DNA_pol3_beta_3

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

약물 표적으로서

특정 NSAIDs(카프로펜, 브롬페낙 및 베다프로펜)는 세균 DNA ^[10]클램프를 억제함으로써 세균 DNA 복제를 억제한다.

진핵생물 및 고고생물

증식세포핵항원

조립된 인간 DNA 클램프, 인간 단백질 ^[11]PCNA의 트리머.

식별자

기호.

기타 데이터

성서 20 pter-p12

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도메인	인터프로

진핵 생물의 슬라이딩 클램프는 증식 세포 핵항원이라고 불리는 DNA 중합효소 델타 소단위로부터 조립됩니다.PCNA의 N 터미널 도메인과 C 터미널 도메인은 위상적으로 동일합니다.3개의 PCNA 분자가 밀접하게 관련되어 이중 DNA를 둘러싼 닫힌 고리를 형성한다.

PCNA의 배열은 식물, 동물, 곰팡이 사이에 잘 보존되어 구조 보존을 위한 강한 선택적 압력을 나타내며, 이러한 유형의 DNA 복제 메커니즘이 진핵 ^[12]^[13]생물 전체에 걸쳐 보존되어 있음을 시사한다.진핵생물에서, RAD9-RAD1-HUS1 (911)로 구성된 상동 이성질체 "9-1 클램프"는 DNA 손상 검사점 ^[14]제어를 담당한다.이 911클램프 DNA에 반대 방향으로 것이 된다.[15]

진핵생물의 진화적 전구체일 가능성이 있는 고세균은 또한 적어도 하나의 PCNA 유전자를 보편적으로 가지고 있다.이 PCNA 고리는 복제에서 복구까지 다양한 기능을 담당하는 고세의 단일 진핵생물 유사 DNA 중합효소인 PolD와 함께 작동합니다.어떤 특이한 종들은 두 개 또는 세 개의 PCNA 유전자를 가지고 있으며, 이종 이성질체 또는 뚜렷한 전문적 동질체를 ^[16]형성한다.고세균은 또한 진핵생물들과 PIP(PCNA-상호작용 단백질) 모티브를 공유하지만, 다른 기능을 수행하는 다양한 종류의 단백질들이 발견됩니다.^[17]

또한 PCNA는 일부 바이러스에 의해 악용됩니다.PBCV-1을 대표적으로 하는 클로로바이러스는 두 개의 PCNA 유전자(Q84513, O41056)와 진핵생물형 DNA 중합효소를 ^[18]게놈에 가지고 있다.또한 Baculoviridae의 구성원은 PCNA 상동성을 부호화한다(P11038).^[19]

증식세포핵항원, N말단 도메인

식별자

기호.

PCNA_N

1 plq / SCOPe / SUPFAM

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약
PDB	1axC : 1 ~125 1ge8A : 3 ~92 1isqA : 3 ~92 1iz4A: 3~92 1iz5A: 3 ~ 92 1plq : 1 ~125 1rwzA : 1 ~125 1rxmA : 1 ~114 1rxmA : 1 ~114 1u76C : 1 ~125 1u7bA : 1 ~125 1 ud9C : 111 ~100 1U1 A : 1 ~ 125 1 ~ 125 1 . 125

증식세포핵항원, C말단 도메인

식별자

기호.

PCNA_C

1 plq / SCOPe / SUPFAM

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약
PDB	1axC: 127~254 1ge8A:203-246 1isqA:203-246 1iz4A: 203~246 1iz5A:203~246 1 plq : 127~254 1 plr : 127~254 1rxmA : 121~241 1rxzA : 121~241 1u76C : 127~254 1u7bA : 127~254 1u9C : 200 A : 1 ul 3

카우도바이러스

DNA중합효소부단백질45

박테리오파지 ^[20]T4로부터의 삼량체 gp45 슬라이딩 클램프의 결정 구조.

식별자

유기체

장내 세균 파지 T4

기호.

gp45

기타 데이터

1: 0.03~0.03 Mb

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도메인	인터프로

바이러스 gp45 슬라이딩 클램프 서브유닛 단백질은 두 개의 도메인을 포함합니다.각 도메인은 2개의 알파 나선형 및 2개의 베타 시트로 구성됩니다. 즉, 접힘은 중복되며 내부 의사 이중 ^[21]대칭을 가집니다.3개의 gp45 분자가 밀접하게 연결되어 이중 DNA를 둘러싼 닫힌 고리를 형성한다.

Gp45 슬라이딩 클램프, N 단자

식별자

기호.

DNA_pol_proc_fac

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약
PDB	1b77 1 b8 시간 1czd

Gp45 슬라이딩 클램프, C 단자

식별자

기호.

Gp45_slide_clamp_c

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약
PDB	1b77 1 b8 시간 1czd

헤르페스바이러스

Herpesviridae의 일부 구성원들은 DNA 클램프가 접혀 있지만 고리 클램프와 결합하지 않는 단백질을 암호화합니다.그러나 이 두 개의 도메인 단백질은 바이러스 DNA 중합효소와 결합하고 또한 생산력을 ^[22]증가시키는 역할을 한다.고리를 형성하지 않기 때문에 ^[23]클램프 로더를 DNA에 부착할 필요가 없습니다.

DNA중합효소프로세서(HSV UL42, 알파헤르페스바이러스)

식별자

기호.

헤르페스_UL42

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

헤르페스바이러스중합효소부단백질(베타헤르페스바이러스)

식별자

기호.

헤르페스_PAP

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

헤르페스DNA복제부작용인자(Gammaherpesvirus)

식별자

기호.

헤르페스_DNAP_acc

사용 가능한 단백질 구조:
팜	구조물/ECOD
PDB	RCSB PDB, PDBe, PDBj
PDBum	구조 요약

어셈블리

슬라이딩 클램프는 복제 완료 후 클램프를 분해하는 "슬라이딩 클램프 로더"로 알려진 특수 단백질에 의해 관련 DNA 템플릿 가닥에 로드됩니다.이러한 이니시에이터 단백질의 결합 부위는 DNA 중합효소의 결합 부위와 겹치므로 클램프는 클램프 로더와 중합효소와 동시에 결합할 수 없습니다.따라서 중합효소가 결합되어 있는 동안에는 클램프가 능동적으로 분해되지 않습니다.DNA 클램프는 또한 뉴클레오솜 조립인자, 오카자키 단편 연결효소, DNA 복구 단백질과 같은 DNA 및 게놈 항상성과 관련된 다른 인자와도 관련이 있다.이 모든 단백질은 또한 클램프 로더 부위와 겹치는 DNA 클램프 상의 결합 부위를 공유하여, 어떤 효소가 DNA에 아직 작용하는 동안 클램프가 제거되지 않도록 보장합니다.클램프 로더의 활동은 DNA 주변의 클램프를 "닫기" 위해 ATP 가수 분해가 필요합니다.

레퍼런스

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추가 정보

병원성 박테리아 단속 – 주요 DNA 중합효소 복합체를 차단하는 방법PDBe에서의^{[dead link]} 힌트
Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R (2004). Molecular Biology of the Gene. San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-4635-0.

외부 링크

SCOP DNA 클램프 폴드
CATH 박스 아키텍처
Clamp+단백질+DnaN,+E+coli(미국 국립의학도서관 의학 과목 표제(MeSH))

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v t 단백질 3차 구조
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