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| デオキシリボヌクレアーゼIV（ファージT4誘導） | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.1.21.2 | ||||||||
| CAS番号 | 63363-78-0 | ||||||||
| 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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デオキシリボヌクレアーゼ IV（ファージT4誘導性）（EC 3.1.21.2、エンドデオキシリボヌクレアーゼ IV（ファージT4誘導性）、大腸菌エンドヌクレアーゼIV、エンドデオキシリボヌクレアーゼ、レドキシエンドヌクレアーゼ、デオキシリボエンドヌクレアーゼ、大腸菌エンドヌクレアーゼII、エンドヌクレアーゼII、DNAアデニントランスフェラーゼ）は、5'末端を攻撃してDsDNAのヌクレオチド[1]を分解する触媒作用をします。 [2] [3] [4]
デオキシリボヌクレアーゼIVは、エキソヌクレアーゼ活性とエンドヌクレアーゼ活性の両方を持つデオキシリボヌクレアーゼの一種です。[1]細胞がヌクレオチド除去修復経路を受けているときに、脱塩基部位または無プリン-無ピリミジン部位で機能します。[5]さらに、エンドヌクレアーゼIVは、APエンドヌクレアーゼ、3'-ジエステラーゼ、3'->5'エキソヌクレアーゼ、3'ホスファターゼなどのいくつかの活性で構成されています。[6]
エンドヌクレアーゼIVはバクテリオファージT4のdenBによってコードされており、その結合配列は5′-dT||dCdAdCdTdTdC-3′である。セリン176残基は、シチジンを含むコンセンサス配列のエンドヌクレアーゼの加水分解速度を高める上で重要な役割を果たすことが発見されている。エンドヌクレアーゼIVは、アピリミジンエンドヌクレアーゼI（APE1）と構造的に類似したメンバーに分類される。[7]
発見
デオキシリボヌクレアーゼIVは1968年にウサギの組織から初めて単離されました。具体的には、リンダールによってウサギの骨髄で発見されました。[8]そして、その分子量は42,000ダルトンと決定されました。この酵素は、DNA修復と組み換えに必要と思われる大腸菌で見つかったDNAポリメラーゼIのいくつかの微生物エンドヌクレアーゼ活性に似ていることが発見されました。 [9]また、バクテリオファージの組み換えで重要な機能を果たすガンマエキソヌクレアーゼにも似ています。[10]
構造
DNase IVは185個のアミノ酸残基から構成され、マグネシウムイオンが補因子として働く。Mg²⁺などの二価金属イオンは、5'-モノヌクレオチドの切断時に補因子として働く。[11] DNase IVは、Mg++またはMn++のいずれかの金属イオンでエンドヌクレアーゼとして働き、天然DNAを攻撃することを好みます。[12]そのTIMベータバレルコアは、3つの金属イオン（3つのZn2+または2つのZn2+と1つのMn2+）を含むヘリックスに囲まれており、AP除去修復に重要な役割を果たします。[13]
関数
DNase IV は 5' 末端で dsDNA を攻撃し、5' モノヌクレオチドを遊離させますが、ポリデオキシリボヌクレオチドのモノマーをランダムに攻撃することはありません。ポリデオキシリボヌクレオチドを 5' 末端からエキソヌクレアーゼ的に切断します。つまり、鎖の中央にあるヌクレオチドを切断するのではなく、5' 末端に隣接するヌクレオチド鎖を除去します。DNase IV は、複数のポリヌクレオチド鎖を同時に攻撃することで機能します。[10] dsDNA を連続的に切断しないため、この酵素の加水分解速度は、速度論的にはネイティブ DNA よりも高速です。[14] DNase IV は、非スタッガード切断のために DNA 上の特定の配列を認識しません。ただし、1 つの切断部位に 2 つの塩基対が必要であり、2 本鎖 DNA のもう 1 つの切断部位には 10 塩基対以上が必要です。[12]
細胞環境とDNAにおける酵素活性
DNase IV活性の70%は細胞質に存在し、30%は細胞核に存在した。[1]ヒトの体内では、DNase IVはギャップフィリング中にテンプレート鎖置換によって生成される反応中間体の切断に必要であった。[15]
エンドヌクレアーゼ活性の間、DNAの構造変化が起こり、DNAを90度曲げて無塩基部位を露出させます。これには、ワトソン-クリック塩基対を形成しない小さなポケットに糖部分が反転することが含まれます。[13]
DNase IVは、リン酸ジエステル結合を切断することで二本鎖DNAの修復に作用しますが、この酵素による切断の数はDNAの重合の程度よりも少ないです。[14]
DNase III と DNase IV の違い
リンパ器官からの粗細胞抽出物では、DNase I の活性が阻害されているため、DNase III と DNase IV が主要な活性を示します。DNase III と DNase IV の活性は、補因子として 2 つの Mg++ に依存し、これらの酵素は細胞核に局在しています。機能するために同じ二価金属を必要としますが、ポリヌクレオチドの解放には大きな違いがあります。DNase III は 3' 末端から 1 本鎖 DNA を切断しますが、DNase IV は 5' 末端から 2 本鎖 DNA を切断します。[10] DNase III は 1 本鎖 DNA を分解するため、DNase III の加水分解速度は DNase IV よりも速いです。[1]
参照
参考文献
- ^ abcd Robins P、Pappin DJ、 Wood RD、Lindahl T (1994年11月)。「哺乳類DNase IVと大腸菌DNAポリメラーゼIの5'-ヌクレアーゼドメインの構造的および機能的相同性」。The Journal of Biological Chemistry。269 ( 46): 28535–28538。doi : 10.1016/s0021-9258(19) 61935-6。PMID 7961795。
- ^ Friedberg EC, Goldthwait DA (1969年3月). 「大腸菌のエンドヌクレアーゼII。I. 分離と精製」。米国科学アカデミー紀要。62 (3): 934–940。Bibcode : 1969PNAS... 62..934F。doi : 10.1073 / pnas.62.3.934。PMC 223688。PMID 4895219 。
- ^ Hadi SM、Goldthwait DA（1971年12月）。「大腸菌のエンドヌクレアーゼII。部分的に脱プリン化されたデオキシリボ核酸の分解」。生化学。10（26）：4986–4993。doi ：10.1021/bi00802a024。PMID 4944066 。
- ^ Sadowski PD、Hurwitz J (1969 年11 月)。「デオキシリボ核酸の酵素的分解。I. T4 ファージ感染大腸菌からのエンドヌクレアーゼ II の精製と特性」。The Journal of Biological Chemistry。244 ( 22): 6182–6191。doi : 10.1016 /S0021-9258(18)63523-9。PMID 4310836。
- ^ Friedberg EC、Hadi SM 、 Goldthwait DA (1969 年 11 月)。「大腸菌のエンドヌクレアーゼ II。II. 酵素特性とアルキル化および天然デオキシリボ核酸の分解に関する研究」。The Journal of Biological Chemistry。244 ( 21): 5879–5889。doi : 10.1016/S0021-9258(18)63556-2。PMID 4981786。
- ^ Kerins SM、Collins R、 McCarthy TV (2003 年 1 月)。「エンドヌクレアーゼ IV 3'-5' エキソヌクレアーゼ活性の特性評価」。The Journal of Biological Chemistry。278 ( 5): 3048–3054。doi : 10.1074 /jbc.m210750200。PMID 12444080。
- ^ Hirano N, Ohshima H, Sakashita H, Takahashi H (2007-11-29). 「T4 エンドヌクレアーゼ IV の Ser176 は、宿主 Escherichia coli における dC 含有 DNA の制限に関与する一本鎖 DNA の制限的かつ極性化された dC 特異的切断に重要である」。Nucleic Acids Research。35 ( 20 ): 6692–6700。doi :10.1093/ nar /gkm722。PMC 2175332。PMID 17913749。
- ^ Grondal-Zocchi, G.; Verly, WG (1985-01-15). 「ラット肝臓クロマチンからのデオキシリボヌクレアーゼIVおよび脱プリン化DNAからのアプリン酸部位の切除」. The Biochemical Journal . 225 (2): 535–542. doi :10.1042/bj2250535. ISSN 0264-6021. PMC 1144621. PMID 3977844 .
- ^ Lindahl T、Gally JA、Edelman GM (1969 年 2 月)。「デオキシリボヌクレアーゼ IV: 哺乳類組織由来の新しいエキソヌクレアーゼ」。米国科学アカデミー紀要。62 (2): 597–603。Bibcode : 1969PNAS ... 62..597L。doi : 10.1073/ pnas.62.2.597。PMC 277851。PMID 5256235 。
- ^ abc Lindahl T、Gally JA、 Edelman GM (1969 年 2 月)。「デオキシリボヌクレアーゼ IV: 哺乳類組織由来の新しいエキソヌクレアーゼ」。 米国科学アカデミー紀要。62 (2): 597–603。doi : 10.1073/ pnas.62.2.597。PMC 277851。PMID 5256235。
- ^ Mishra NC (1995). ヌクレアーゼの分子生物学。ボカラトン: CRC Press。ISBN 978-0-8493-7658-0. OCLC 31436640.
- ^ ab Campbell, Aine M.; Winder, Frank G. (1983 年 8 月). 「Aspergillus nidulans 由来のデオキシリボヌクレアーゼ 4 の特性」. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - タンパク質構造と分子酵素学. 746 (3): 125–132. doi :10.1016/0167-4838(83)90065-1. PMID 6349692.
- ^ ab Tsutakawa SE、Lafrance-Vanasse J、Tainer JA (2014 年 7 月)。「DNA 修復、ライセンス、忠実性の最先端: DNA および RNA 修復ヌクレアーゼが DNA を 2 回測定し、1 回切断するように加工」 。DNA修復。19 : 95–107。doi :10.1016/ j.dnarep.2014.03.022。PMC 4051888。PMID 24754999。
- ^ ab Lindahl, Tomas (1971年2月). 「哺乳類デオキシリボヌクレアーゼIVの作用パターン」.ヨーロッパ生化学ジャーナル. 18 (3): 415–421. doi :10.1111/j.1432-1033.1971.tb01258.x. ISSN 0014-2956. PMID 5100828.
- ^ Klungland A, Lindahl T (1997 年 6 月). 「ヒト DNA 塩基除去修復の完了のための第 2 経路: 精製タンパク質による再構成と DNase IV (FEN1) の必要性」. The EMBO Journal . 16 (11): 3341–3348. doi :10.1093/emboj/16.11.3341. PMC 1169950. PMID 9214649 .
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)にあるデオキシリボエンドヌクレアーゼ + IV
