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| プリンポル | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | PRIMPOL、CCDC111、MYP22、プライマーゼおよびDNAポリメラーゼ、Primpol1、PrimPol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：615421; MGI : 3603756;ホモロジーン: 14065;ジーンカード：プリムポール; OMA :PRIMPOL - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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PrimPolは、ヒトのPRIMPOL遺伝子によってコードされるタンパク質です。[5] [6] [7] PrimPolは、トランスレジョンDNA合成に関与するDNAポリメラーゼとDNAプライマーゼの両方の活性を持つ真核生物タンパク質です。これは、デオキシリボヌクレオチドを使用したプライミング活性で特定された最初の真核生物タンパク質です。[6] [7]これは、トランスレジョンDNA合成活性を持つミトコンドリアで特定された最初のタンパク質でもあります。
語源
PrimPolはバイオインフォマティクス研究で特定され、当初はプライマーゼ活性のみを持つと推定されていました。[8]その後のin vitroおよびin vivo研究では、PrimPolの触媒ドメインに局在するプライマーゼ活性とポリメラーゼ活性の両方を持つことが示されました。 [6] [7] [9]このため、このタンパク質にはPrimPolという名前が付けられました。
関数
PrimPol はDNA 複製に関与する DNA プライマーゼおよび DNA ポリメラーゼです。他の既知の DNA ポリメラーゼとは異なり、PrimPol は RNA プライマーを必要とせずに複製を開始でき、PrimPol によって生成されたプライマーから伸長できます。[6] [7] PrimPol は、リボヌクレオチドではなくデオキシヌクレオチドを使用して優先的に複製を開始し、デオキシヌクレオチドを使用して新生 DNA 鎖からのみ伸長します。PrimPol は、DNA 鎖を伸長するときにワトソン-クリック塩基対形成に対して 1000 倍の偏りを示します。PrimPol は、妨害されない複製においてまだ特定されていない役割を果たしており、PrimPol が枯渇した細胞は複製フォークの進行が遅くなり、増殖が遅くなり、RPAフォーカスが増加します。[6] [7]
損傷乗り越えDNA合成
PrimPol は、損傷乗り越え DNA 合成に役割を果たすと予測されています。複製フォークがDNA 損傷部位に到達すると停止し、致死的な一本鎖ギャップと二本鎖切断につながる可能性があります。PrimPol は、過去の DNA 損傷部位を複製するためにリクルートできる数多くのポリメラーゼの 1 つです。PrimPol は、紫外線照射後にクロマチンに局在します。 [6] PrimPol は、 in vitro での DNA の紫外線照射の結果として生成される非常に歪んだピリミジン二量体を回避することができます。[6] [7] PrimPol は、 in vivoで停止することなくUV 損傷を回避するためにプライマーゼ活性を必要とします。 [9] [10]これらのデータを総合すると、PrimPol には損傷を回避するための 2 つの異なる作用モードがあることが示唆されます。1 つは、古典的な損傷乗り越え DNA 合成方式で損傷を直接読み通すモード、もう 1 つは損傷の下流でプライミングし、複製後にギャップを埋めるモードです。
PrimPolは紫外線による損傷に加え、酸化ストレスに反応して生成される8-オキソグアニン塩基をバイパスする能力があり、これはミトコンドリアの酸化環境において特に重要です。[7]ミトコンドリアで同定された複製DNAポリメラーゼ polγは、これらの損傷をうまく処理できません。さらに、PrimPolは約80%の症例でAP部位をバイパスすることができます。[7]
構造
PrimPolは、触媒プライマーゼポリメラーゼドメインとジンクフィンガードメインの2つのタンパク質ドメインで構成されています。 [6] [7] PrimPolのプライマーゼとポリメラーゼの触媒機能はプライマーゼポリメラーゼドメインに局在しますが、PrimPolのプライマーゼ活性にはジンクフィンガードメインが必要です。[9] [10]
細胞内局在
PrimPolは主に細胞質（47%）に存在することが分かっていますが、ミトコンドリア（34%）や核区画（19%）にも大きな割合が存在します。[7] PrimPolのミトコンドリア部分は、膜や膜間空間ではなく、ミトコンドリアのマトリックスに存在することが分かっています。
PrimPol変異
PRIMPOL遺伝子の変異は近視と相関関係にあるとされている。[11] [12]このチロシンからアスパラギン酸への変異（Y89D）は、PrimPolタンパク質のプロセッシングが不十分な変異体を生成することが示されており、このY89D変異体は生体内での複製フォークを阻害する。[12]
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000164306 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000038225 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「Entrez Gene: Entrez Gene: PRIMPOL プライマーゼおよびポリメラーゼ (DNA 指向)」。
- ^ abcdefgh Bianchi J、Rudd SJ、Jozwiakowski SK、Bailey LJ、Soura V、Taylor E、Stevanovic I、Green AJ、Stracker TH、Lindsay HD、Doherty AJ (2014 年 11 月)。「PrimPol は真核生物の染色体 DNA 複製中に UV 光生成物をバイパスする」。Molecular Cell。52 ( 4 ) : 566–73。doi : 10.1016 /j.molcel.2013.10.035。PMC 4228047。PMID 24267451。
- ^ abcdefghij ガルシア＝ゴメス S、レイエス A、マルティネス＝ヒメネス MI、チョクロン ES、ムロン S、テラドス G、パウエル C、サリド E、メンデス J、ホルト IJ、ブランコ L (2014 年 11 月)。 「PrimPol、ヒト細胞内で作動する古いプライマーゼ/ポリメラーゼ」。分子細胞。52 (4): 541–53。土井：10.1016/j.molcel.2013.09.025。PMC 3899013。PMID 24207056。
- ^ Iyer LM、Koonin EV、 Leipe DD、Aravind L (2005 年 7 月)。「古真核生物プライマーゼスーパーファミリーおよび関連するパームドメインタンパク質の起源と進化: 構造的洞察と新しいメンバー」。核酸 研究。33 ( 12): 3875–96。doi :10.1093 / nar/gki702。PMC 1176014。PMID 16027112。
- ^ abc Keen BA、Jozwiakowski SK、Bailey LJ、 Bianchi J 、 Doherty AJ (2014年3月)。「ヒトPrimPolのドメイン構造と触媒活性の分子解剖」。 核酸研究。42 ( 9):5830–45。doi :10.1093/nar/gku214。PMC 4027207。PMID 24682820。
- ^ ab モウロン S、ロドリゲス＝アセベス S、マルティネス＝ヒメネス MI、ガルシア＝ゴメス S、チョクロン S、ブランコ L、メンデス J (2013 年 11 月)。 「ヒト PrimPol による、停止した複製フォークでの DNA 合成のリプライミング」。自然の構造および分子生物学。20 (12): 1383–9。土井：10.1038/nsmb.2719。hdl : 10261/98409。PMID 24240614。S2CID 28904104 。
- ^ Zhao F, Wu J, Xue A, Su Y, Wang X, Lu X, Zhou Z, Qu J, Zhou X (2013 年 4 月). 「エクソーム配列解析により、高度近視に関連する CCDC111 変異が判明」.ヒューマン ジェネティクス. 132 (8): 913–21. doi :10.1007/s00439-013-1303-6. PMID 23579484. S2CID 16845466.
- ^ ab Keen BA、Bailey LJ、Jozwiakowski SK、 Doherty AJ (2014 年 9 月)。「高度近視に関連するヒト PrimPol 変異には DNA 複製欠陥がある」。核酸研究。42 (19): 12102–11。doi :10.1093 / nar /gku879。PMC 4231748。PMID 25262353。