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| クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼ | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.1.22.4 | ||||||||
| CAS番号 | 99676-43-4 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
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| ホリデージャンクションリゾルバーゼ | |
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| 識別子 | |
| シンボル | PDDEXK |
| ファム一族 | CL0236 |
| エコド | 2008.1.1 |
クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼは、ホリデイジャンクションリゾルバーゼ、ホリデイジャンクションエンドヌクレアーゼ、ホリデイジャンクション切断エンドヌクレアーゼ、ホリデイジャンクション解決エンドリボヌクレアーゼ、クロスオーバージャンクションエンドリボヌクレアーゼ、および十字形切断エンドヌクレアーゼとも呼ばれ、 DNA修復および相同組み換えに関与する酵素です。具体的には、ホリデイジャンクションで2つの相同DNA分子間の一本鎖クロスオーバーを引き起こすエンドヌクレアーゼ切断を実行し、染色体分離のための組み換えDNA産物を生成します。このプロセスは、ホリデイジャンクション解決として知られています。
生物学的機能
ホリデイジャンクションは、遺伝子組み換えの際に形成される構造で、有糸分裂および減数分裂の組み換えの際に形成される一本鎖クロスオーバーで、 2つの二本鎖DNA分子を結び付ける。 [1]クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼは、ホリデイジャンクションの解決を触媒する。ホリデイジャンクションの解決とは、ホリデイジャンクションでのクロスオーバーイベント後に、別々の組み換えDNA分子が形成され、染色体が分離することである。[2]ホリデイジャンクション解決機能を持つクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼは、細菌、古細菌、真核生物の3つの生命ドメインすべてで特定されている。細菌のRuvC 、サッカロミセス・セレビシエのCCE1 、[1]、およびヒトのGEN1 [3] はすべて、ホリデイジャンクションの解決を行うクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼである。クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼによって触媒されるホリデイジャンクションの解決を下の図に示している。
クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼは、 DNA修復においても重要な役割を果たします。細胞の成長と減数分裂の過程では、DNA二本鎖切断（DSB）が頻繁に発生し、通常は相同組み換えによって修復されます。[5]クロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼは、相同組み換えの重要なステップであるホリデイジャンクションの解決を行うため、DSBの修復に関与しています。
構造
大腸菌 RuvCはクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼで、約20kDの小さなタンパク質であり、その活性型はマグネシウムイオンを必要とし、それに結合する二量体です[1]。RuvCは、5つのαヘリックスの間にβシートを持つ3層のα-βサンドイッチです[6] 。この酵素には、7ヌクレオチド にわたってホリデイジャンクションのバックボーンと接触する2つの結合チャネルが含まれています[7]。ホリデイジャンクションリゾルバーゼ酵素は、ピロコッカス・フリオサス細胞の古細菌でも特定されており、hjcと呼ばれる遺伝子によってコードされ、123個のアミノ酸で構成されています[8] 。
以下に、ホリデイジャンクションと複合した Thermus thermophilus RuvCの図を示します。
機構
これらの酵素は分岐DNAに対して高い選択性を示すが、酵素基質（リゾルバーゼ-ホロデージャンクション）複合体の形成において誘導適合が起こる。 [9]正確な作用機序については不明な点が多いが、細菌、バクテリオファージ、古細菌が、ホリデイジャンクションに対称的な切れ目を入れることでホリデイジャンクションの分解を触媒することが分かっている [ 10] 。バクテリオファージ（T7エンドヌクレアーゼI）、細菌（RuvC）、真菌（GEN1）、ヒト（hMus81-Eme1） 由来のクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼの分析により、酵素が二量体で機能し、[11]分解反応の一部が部分的に解離した酵素基質中間体で起こることが明らかになった。[12]
人間との関連性
20年間の探索の後、2008年に、ヒトのクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼGEN1がついに特定されました[13] 。GEN1は、細菌、古細菌、その他の真核生物で以前に研究されたクロスオーバージャンクションエンドデオキシリボヌクレアーゼと同様の機能を果たし、同様のメカニズムで動作します。[13] この酵素はブルーム症候群に関与していると考えられています。ブルーム症候群は、未確認のホリデイジャンクションリゾルバーゼを介したDSBの誘導を伴うと提案されています。[14]ホリデイジャンクションリゾルバーゼ機能の過剰発現は、RAD51過剰発現癌と相関していることも示されています。[15]
参考文献
- ^ ab岩崎 秀、高萩 正、柴 孝、中田 明、品川 秀 (1991 年 12 月)。 「大腸菌 RuvC タンパク質は、ホリデイ構造を分解するエンドヌクレアーゼである」。EMBOジャーナル。10 ( 13): 4381–9。doi : 10.1002 /j.1460-2075.1991.tb05016.x。PMC 453191。PMID 1661673 。
- ^ Cañas C, Suzuki Y, Marchisone C, Carrasco B, Freire-Benéitez V, Takeyasu K, Alonso JC, Ayora S (2014 年 6 月). 「分岐移動トランスロカーゼとホリデイジャンクション解決酵素との相互作用およびホリデイジャンクション解決におけるその影響」. The Journal of Biological Chemistry . 289 (25): 17634–46. doi : 10.1074/jbc.M114.552794 . PMC 4067198. PMID 24770420 .
- ^ Ip SC、Rass U、Blanco MG、Flynn HR、Skehel JM、West SC (2008 年 11 月)。「ヒトおよび酵母由来のホリデイジャンクションリゾルバーゼの同定」。Nature . 456 ( 7220 ) : 357–61。Bibcode :2008Natur.456..357I。doi :10.1038/nature07470。PMID 19020614。S2CID 4362699 。
- ^ Wyatt HD 、 West SC（2014年9月）。「ホリデイジャンクションリゾルバーゼ」。Cold Spring Harbor Perspectives in Biology。6（9）：a023192。doi ： 10.1101 /cshperspect.a023192。PMC 4142969。PMID 25183833。
- ^ Agmon N、Yovel M、Harari Y、Liefshitz B、Kupiec M (2011 年 9 月)。「自然発生的および誘発性の DNA 損傷の修復における Holliday Junction Resolvease の役割」。核酸 研究。39 ( 16 ): 7009–19。doi : 10.1093/nar/gkr277。PMC 3167605。PMID 21609961。
- ^ ab Górecka KM、Komorowska W、 Nowotny M (2013 年 11 月)。「ホリデイジャンクション基質と複合体を形成した RuvC リゾルバーゼの結晶構造」。核酸研究。41 (21): 9945–55。doi : 10.1093/nar/gkt769。PMC 3834835。PMID 23980027 。
- ^ Lilley DM (2017年4月). 「ホリデイジャンクションを分解する酵素 - 構造とメカニズム」(PDF) . FEBS Letters . 591 (8): 1073–1082. doi : 10.1002/1873-3468.12529 . PMID 27990631.
- ^ Komori K, Sakae S, Shinagawa H, Morikawa K, Ishino Y (1999 年 8 月). 「Pyrococcus furiosus 由来の Holliday junction resolvase: Escherichia coli RuvC との機能的類似性は、細菌、真核生物、古細菌における相同組換えの保存されたメカニズムの証拠となる」。Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 96 (16): 8873–8. Bibcode :1999PNAS...96.8873K. doi : 10.1073/pnas.96.16.8873 . PMC 17700 . PMID 10430863.
- ^ Rass U、Compton SA、Matos J、Singleton MR、Ip SC、Blanco MG、Griffith JD、West SC (2010 年 7 月)。「ヒト GEN1 タンパク質によるホリデイジャンクション解消のメカニズム」。遺伝子と発達。24 ( 14): 1559–69。doi : 10.1101/gad.585310。PMC 2904945。PMID 20634321。
- ^ Hadden JM、Déclais AC、 Carr SB、Lilley DM、Phillips SE (2007 年 10 月)。「T7 エンドヌクレアーゼ I によるホリデイジャンクション分解の構造的基礎」。Nature . 449 ( 7162 ): 621–4。Bibcode :2007Natur.449..621H。doi : 10.1038 /nature06158。PMID 17873858。S2CID 4403846。
- ^ Shah Punatar R、Martin MJ、Wyatt HD、Chan YW、West SC（2017年1月）。「GEN1によるシングルおよびダブルホリデイジャンクション組換え中間体の分解」。米国 科学アカデミー紀要。114 （3）：443–450。doi ：10.1073 / pnas.1619790114。PMC 5255610。PMID 28049850。
- ^ Zhou R、Yang O、Déclais AC、Jin H、Gwon GH、Freeman AD、Cho Y、Lilley DM、Ha T（2019年3月）。「ジャンクション分解酵素は多価性を利用してホリデイジャンクションを動的に保つ」。Nature Chemical Biology。15 （3）：269–275。doi ： 10.1038 /s41589-018-0209-y。PMC 6377835。PMID 30664685。
- ^ ab West SC (2009 年 6 月). 「ヒト Holliday Junction Resolvease の探索」. Biochemical Society Transactions . 37 (Pt 3): 519–26. doi :10.1042/BST0370519. PMC 4120095. PMID 19442245 .
- ^ Karow JK、Constantinou A、Li JL、West SC、Hickson ID (2000 年 6 月)。「ブルーム症候群遺伝子産物はホリデイジャンクションの分岐移動を促進する」。米国科学アカデミー紀要。97 ( 12 ) : 6504–8。Bibcode : 2000PNAS ...97.6504K。doi : 10.1073 / pnas.100448097。PMC 18638。PMID 10823897。
- ^ Xia J、Chen LT、Mei Q、Ma CH、Halliday JA、Lin HY、Magnan D、Pribis JP、Fitzgerald DM、Hamilton HM、Richters M、Nehring RB、Shen X、Li L、Bates D、Hastings PJ、Herman C、Jayaram M、Rosenberg SM (2016 年 11 月)。「Holliday junction trap は、細胞がどのように組み換えを利用し、RecQ ヘリカーゼがジャンクションガーディアンとしての役割を担っているかを示している」。Science Advances。2 ( 11 ) : e1601605。Bibcode : 2016SciA .... 2E1605X。doi :10.1126/sciadv.1601605。PMC 5222578。PMID 28090586。
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるクロスオーバー + ジャンクション + エンドデオキシリボヌクレアーゼ
