SSBタンパク質の単一バンドを結合またはタンパク質のDNA(「英語からの鼠径S trandのDNA bのタンパク質をinding」)は、安定化保護し、一過性二重鎖DNAの分離から得られた単一のDNAバンドを維持する責任がタンパク質でありますヘリカーゼタンパク質の作用によるバンド。
生物の遺伝情報は保護され、二重バンドDNAの形でコード化されています。それが翻訳および複製されるためには、それはほどかれておらず、対になっていない必要があり、SSBタンパク質が関与するのはこのプロセスです。
複製プロテインAサブユニットの32 kDa(RPA32)フラグメント(出典:ジャワハールスワミナタンおよびWikimedia Commonsを介したEuropean Bioinformatics InstituteのMSDスタッフ)
これらのタンパク質は、DNAとの安定化に関与する他のさまざまなモノマーと協調的に結合し、原核生物と真核生物の両方で見られます。
Escherichia coli SSBタンパク質(EcSSB)は、このタイプの最初のタンパク質でした。これらは機能的および構造的に特徴付けられ、発見以来、このクラスのタンパク質の研究モデルとして使用されてきました。
真核生物は細菌のSSBタンパク質に類似したタンパク質を持っていますが、真核生物ではこれらはRPAタンパク質または複製タンパク質A(複製タンパク質A)として知られており、SSBと機能的に類似しています。
その発見以来、さまざまな生物のゲノムの重要なプロセスにおける役割を解明するために、SSBタンパク質と一本鎖DNAの間の相互作用を研究するために、計算生化学機能モデリングが使用されてきました。
特徴
これらのタイプのタンパク質はすべての王国で見られ、同じ機能的特性を共有しますが、構造的に異なります。特に、SSBタンパク質の各タイプに特異的であるように見える構造変化の点で異なります。
これらすべてのタンパク質は、シングルバンドDNA結合に関与する保存されたドメインを共有することがわかっており、オリゴヌクレオチド/オリゴ糖結合ドメインとして知られています(OBドメインとして文献に記載されています)。
Thermus aquaticusなどの好熱性細菌のSSBタンパク質は、各サブユニットに2つのOBドメインを持っていますが、ほとんどの細菌は各サブユニットにこれらの1つしか持っていないため、顕著な特徴があります。
ほとんどのSSBタンパク質は、非特異的にシングルバンドDNAに結合します。ただし、各SSBの結合は、その構造、協調性の程度、オリゴマー化のレベル、およびさまざまな環境条件によって異なります。
二価マグネシウムイオンの濃度、塩の濃度、pH、温度、ポリアミン、スペルミジン、スペルミンの存在は、SSBタンパク質の活性に最も影響を与える、in vitroで研究された環境条件の一部です。
構造
細菌はホモ四量体のSSBタンパク質を所有しており、各サブユニットは単一のOB結合ドメインを所有しています。対照的に、ウイルスSSBタンパク質、特に多くのバクテリオファージのタンパク質は、一般に一量体または二量体です。
N末端では、SSBタンパク質はDNA結合ドメインを持っていますが、C末端はタンパク質間相互作用に関与する9つの保存されたアミノ酸で構成されています。
位置40、54、88の3つのトリプトファン残基は、結合ドメイン内のDNAとの相互作用に関与する残基です。これらは、DNA-タンパク質相互作用の安定化だけでなく、他のタンパク質サブユニットの動員も仲介します。
大腸菌のSSBタンパク質は計算研究でモデル化されており、それは74 kDaの四量体構造を持ち、さまざまなSSBのようなサブユニットの協調的相互作用により、シングルバンドDNAに結合することが確認されています。
古細菌はSSBタンパク質も持っています。これらは単量体であり、単一のDNA結合ドメインまたはOBドメインを持っています。
真核生物では、RPAタンパク質は構造的に言えば、より複雑です。RPA70、RPA32、およびRPA14として知られている(3つの異なるサブユニットの)ヘテロ三量体で構成されています。
それらは少なくとも6つのオリゴヌクレオチド/オリゴ糖結合ドメインを持っていますが、現在これらのサイトの4つだけが正確に知られています:RPA70サブユニットに3つ、RPA32サブユニットにある4つ目。
特徴
SSBタンパク質は、一本鎖DNA鎖が他の酵素の作用によって露出されたときにそれらを保護および安定化することにより、ゲノムの維持、パッケージング、および組織化に重要な機能を備えています。
これらのタンパク質は、DNAストランドをほどいて開くためのタンパク質ではないことに注意してください。その機能は、シングルバンドDNAの状態にある場合にのみDNAを安定させるために制限されます。
これらのSSBタンパク質は、他のタンパク質(SSBであるかどうかにかかわらず)の結合を容易にするため、協調して機能します。DNAの代謝プロセスでは、これらのタンパク質は一種の先駆的または一次タンパク質と見なされます。
一本鎖DNAバンドの安定化に加えて、これらのタンパク質のDNAへの結合には、V型エンドヌクレアーゼによる分解からこれらの分子を保護するという主要な機能があります。
SSBタイプのタンパク質は、事実上すべての生物のDNA複製プロセスに積極的に参加しています。このようなタンパク質は、複製フォークが進むにつれて前進し、2つの親DNA鎖を分離して、テンプレートとして機能する適切な状態になります。
例
細菌では、SSBタンパク質がRecAタンパク質の機能を刺激し、安定させます。このタンパク質は、DNA修復(SOS反応)、および相補的なシングルバンドDNA分子間の組換えプロセスを担っています。
欠陥のあるSSBタンパク質を取得するために遺伝子操作されたE. coliの変異体は急速に阻害され、DNA複製、修復、組換えにおける機能を効果的に発揮しません。
RPA様タンパク質は、真核細胞における細胞周期の進行を制御します。具体的には、RPA4の細胞濃度がDNA複製ステップに間接的に影響を与える可能性があると考えられます。つまり、RPA4の高濃度では、このプロセスが阻害されます。
RPA4の発現は、複製を阻害し、動物生物の健康な細胞生存率の維持とマーキングに役割を果たすことにより、細胞増殖を防止する可能性があることが示唆されています。
参考文献
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