11.2.2 (二)参与DNA复制的酶或蛋白质

(二)参与DNA复制的酶或蛋白质

1.解螺旋酶

DnaB蛋白:解螺旋。

DnaA蛋白:辨认。E.coli上称为oriC的复制起始点。

DnaC蛋白:辅助解螺旋酶DnaB,使其在起始点上结合并打开双链。

2.DNA拓扑异构酶(作用于全过程) 分为酶Ⅰ、Ⅱ。对DNA分子的作用既能水解,又能连接磷酸二酯键。

酶Ⅰ:切断DNA双链中一股,使DNA解链旋转不致打结,适当时候又把切口封闭,使DNA变为松弛。反应不需ATP。

酶Ⅱ:①无ATP时,切断处于超螺旋状态的DNA分子双链某一部位,使超螺旋松弛,2条链都切断;②有ATP时,断端在拓扑酶催化下恢复连接松弛状态的DNA又进入负超螺旋状态;③复制末期:母链与子链互相缠绕形成打结或连环。

3.SSB 复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整;作用时表现协同效应,即不断地结合、脱离,并非沿模板向前移动。

4.引物酶(primase) 即DnaG蛋白,在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合,形成短片段的RNA。它与DnaB共同起作用。

5.DNA聚合酶(DNA-pol)

原核生物DNA-pol:有3种DNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ;分子个数比400∶40∶20,Ⅲ的比活性>Ⅰ的10倍以上。

DNA-polⅢ:在复制延长中催化新链核苷酸的聚合。由10种亚基组成,不对称二聚体。αεθ为核心酶具有聚合及3′→5′外切酶活性;β亚基夹住模板链,使酶滑动。

DNA-polⅡ:在无Ⅰ、Ⅲ时起作用;

DNA-polⅠ:单一肽链大分子,18个α-螺旋组成。只能催化延长20个核苷酸左右,主要是对复制中的错误进行校读,对引物去除后的空白、修复中出现的空隙进行填补。

★★★该酶水解后得到两个片段:

A→F 323个AA,有5′→3′核酸外切酶活性。

G→R及C末端 604个AA,大片段(Klenow fragment)具有DNA聚合酶活性,3′→5′核酸外切酶活性,实验室合成DNA的常用工具酶。

真核生物的DNA-pol:至少5种α、β、γ、δ、ε;其中DNA-polα、δ在复制延长中起作用。

α 只能延长数百个核苷酸→延长随从链

β 只在没有其他DNA-pol时起作用

γ 在线粒体中

δ 延长领头链

ε 与原核生物的DNA-polⅠ相似,校读、修复、填补缺口

6.DNA连接酶 连接碱基互补基础上的双链中的单链缺口,在修复、重组、剪接中起缝合缺口作用。不能连接单独存在的DNA单链或RNA单链。

比较DNA-pol、topo酶、ligase、引物酶的异同点。

相同点:均催化生成3′,5′-磷酸二酯键。

不同点:DNA-pol引物或延长中的新链

topo酶:切断、整理后的两链(改变拓扑状态)

ligase:复制中不连续的两单链(不连续→连续性)

引物酶:2个单核苷酸缩合开始延长链(从头开始)