4+参与DNA复制有关的酶和蛋白质摘要.ppt

3 与解链有关的酶和蛋白质 DNA是双螺旋，在复制中双螺旋要解开，双螺旋的解开使得复制叉前面产生正超螺旋，如果这些应力不以某种方式释放将妨碍复制叉前进。 现在已找到一些酶和蛋白质，它们或者能使DNA双链变得易于解开，或者可以使超螺旋分子松弛，以下介绍一些这类蛋白质。 (1) 单链结合蛋白 (SSB蛋白) SSB蛋白：是缺乏酶活性的复制辅助蛋白，可以在远低于Tm的温度下使双链DNA拆开，并牢牢地结合在单链DNA上，稳定单链区域的蛋白质。（ SSB保护复制中的DNA单链部分不被核酸酶降解） 首先在大肠杆菌中发现，后来发现许多种生物中都有这类蛋白质。在文献中，这类蛋白曾用过多种名称：解旋蛋白(unwindingproteill)，熔化蛋白(mel2ingprptein)，螺旋降稳蛋白(helixdestabizingprotein)。 (2) 解链酶（DNA解旋酶；DNA helicases） 解链酶(解螺旋酶)：是一类能通过水解ATP获得能量来解开双链DNA的酶称为DNA解链酶。 ▼解链酶依赖于单链DNA 的存在 ▼分解ATP获得能量 ▼具引发酶的功能（合成小片段的RNA作为后随链的引物） 如果双链DNA中有单链末端或缺口，则DNA解链酶可以首先结合在这一部分，然后逐步向双链方向移动，复制时大部分DNA解链酶可以沿着后随链模板的5′→3′方向随着复制叉的前进而移动，只有rep蛋白（一种大肠杆菌解链酶）是沿前导链模板的3′→5′方向移动。因此在复制时rep蛋白和某DNA解链酶分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA（图7-16） (3) 拓扑异构酶(Topoisomerase)： 是催化DNA拓扑异构体(Topoisomer)相互转换的一类酶。 拓扑异构酶能与DNA形成共价结合的蛋白质-DNA中间体，从而在其骨架的磷酸二酯键处造成暂时性裂口，使DNA的多核苷酸链得以穿越，从而改变DNA分子的拓扑状态。 根据酶作用的机理及其介导一条链还是二条链的断裂，拓扑异构酶可分为Ⅰ型和Ⅱ型。 Ⅰ型拓扑异构酶的共同特点是： ①仅切断双链DNA中的一条链，即催化瞬时的单链断裂和连接。 ②不需要能量辅助因子，如ATP和NAD等，因此不能催化需能的超螺旋化结构。Ⅰ型拓扑异构酶一般都使高度超螺旋的DNA松弛。 Ⅱ型拓扑异构酶的共同特点是： ①同时切断、缝合DNA的两条链。 ②需要能量辅助因子，可以作用于任何相交的两对双链DNA。 大肠杆菌拓扑异构酶I（属于Ⅰ型酶） 概述：拓扑异构酶 Ⅰ (E. coli)催化负超螺旋DNA的松弛。 ①拓扑异构酶Ⅰ也参与DNA的打结和解结。 ②将两个互补的单链DNA环耦合为双链DNA环。 ③完整的全酶是一分子量97 kDa的蛋白。 大肠杆菌拓扑异构酶 I 的特点是： ①仅切断双链DNA中的单链并催化瞬时的单链断裂和连接。 由于反应的产物还是闭环DNA，因此，酶反应机制是先切开双链DNA中的一条链，使切开链的末端沿螺旋的方向转动，然后把切口封起来，达到松旋的目的。 ②不需要能量辅助因子。如：ATP NAD (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸) ，最初从大肠杆菌中分离到一种叫ω蛋白，后来定名为大肠杆菌拓扑异构酶 I 。 Structure of the Topo I /contact with DNA 后来发现这种酶广泛存在于各种生物中，不同学者曾给予各种命名：转轴酶(swivelase)，松旋酶(untwisting enzyme)，DNA松弛酶(DNA relaxing enzyme)，切割封口酶(nicking—closing enzyme)。 Topo I 酶松弛超螺旋DNA时不需要ATP，它可以催化三种拓扑转换反应(图7-17)。 拓扑异构酶 I (E. coli)催化负超螺旋DNA的松弛。 拓扑异构酶 I也参与DNA的打结和解结。 将两个互补的单链DNA环耦合为双链DNA环。 Topo I Reactions ①仅切断双链DNA的