DNAA
| Kromosomal replikationsinitiatorprotein dnaA- | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||
| Organism | |||||||
| Symbol | DNAA | ||||||
| Entrez | 948217 | ||||||
| RefSeq (Prot) | NP_418157.1 | ||||||
| UniProt | P03004 | ||||||
| Övriga uppgifter | |||||||
| Kromosom | genom: 3,88 - 3,88 Mb | ||||||
| |||||||
| Bac_DnaA_C | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 kristallstruktur av dnaa-domäniv komplexbunden med dnaabox-dna-
| |||||||||
| identifierare | |||||||||
| Symbol | Bac_DnaA_C | ||||||||
| Pfam | PF08299 | ||||||||
| Pfam klan | CL0123 | ||||||||
| InterPro | IPR013159 | ||||||||
| SCOP2 | 1j1v / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
DNAA är ett protein som aktiverar initiering av DNA-replikation i bakterier. Baserat på replikonmodellen kommer en positivt aktiv initiatormolekyl i kontakt med en speciell fläck på en cirkulär kromosom som kallas replikatorn för att starta DNA-replikation. Det är en replikationsinitieringsfaktor som främjar avvecklingen av DNA vid oriC. DnaA-proteinerna som finns i alla bakterier samverkar med DnaA-boxarna för att starta kromosomal replikering. Förutom DnaA-proteinet, dess koncentration, bindning till DnaA-boxar och bindning av ATP eller ADP, kommer vi att täcka regleringen av DnaA-genen, de unika egenskaperna hos DnaA-genuttrycket, promotorstyrka och translationseffektivitet. Början av initieringsfasen av DNA-replikation bestäms av koncentrationen av DnaA. DnaA ackumuleras under tillväxt och utlöser sedan initieringen av replikering. Replikation börjar med aktiv DnaA-bindning till 9-mer (9-bp) upprepningar uppströms om oriC. Bindning av DnaA leder till strängseparation vid 13-mer-upprepningarna. Denna bindning gör att DNA:t går i loop som förberedelse för att smälta upp av helikas-DnaB.
| Bac_DnaA- | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 struktur av amppcp-bunden dnaa från aquifex aeolicus
| |||||||||
| Identifiers | |||||||||
| Symbol | Bac_DnaA | ||||||||
| Pfam | PF00308 | ||||||||
| Pfam klan | CL0023 | ||||||||
| InterPro | IPR013317 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00771 | ||||||||
| SCOP2 | 1j1v / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Fungera
DnaA består huvudsakligen av två olika former, den aktiva ATP -formen och den inaktiva ADP . Nivån av aktivt DnaA i en cell är låg omedelbart efter att en cell har delat sig. Även om den aktiva formen av DnaA kräver ATP, kräver bildningen av oriC /DnaA-komplexet och efterföljande DNA-avveckling inte ATP-hydrolys .
OriC - stället i E. coli har tre A T- rika 13 basparregioner ( DUEs ) följt av fyra 9 bp-regioner med sekvensen TTAT( C eller A)CA(C eller A)A. Cirka 10 DnaA- molekyler binder till 9 bp-regionerna, som sveper sig runt proteinerna och får DNA:t i den AT-rika regionen att varva ner. Det finns 8 DnaA-bindningsställen inom oriC , till vilka DnaA binder med differentiell affinitet. När DNA-replikation är på väg att påbörjas, upptar DnaA alla bindningsställen med hög och låg affinitet. Den denaturerade AT-rika regionen möjliggör rekrytering av DnaB ( helicase ), som komplexbinds med DnaC (helicase loader). DnaC hjälper helikaset att binda till och på rätt sätt rymma ssDNA vid 13 bp-regionen; detta åstadkoms genom ATP- hydrolys , varefter DnaC frisätts. Enkelsträngsbindande proteiner (SSB) stabiliserar de enkla DNA-strängarna för att bibehålla replikationsbubblan . DnaB är en 5'→3' helikas, så den färdas på den eftersläpande strängen . Det associeras med DnaG (en primas ) för att bilda den enda primern för den ledande strängen och för att lägga till RNA- primers på den eftersläpande strängen. Interaktionen mellan DnaG och DnaB är nödvändig för att kontrollera longituden för Okazaki-fragment på den eftersläpande strängen. DNA-polymeras III kan sedan starta DNA-replikation .
DnaA består av fyra domäner: den första är N-terminalen som associerar med regulatoriska proteiner, den andra är en spiralformad länkregion, den tredje domänen är en AAA+-region som binder till ATP och den fjärde domänen är C-terminalen DNA-bindande region. DnaA innehåller två konserverade regioner: den första är belägen i den centrala delen av proteinet och motsvarar den ATP-bindande domänen, den andra är belägen i den C-terminala halvan och är involverad i DNA-bindning.
DNAA-mutanter
De första stammarna som fick dnaA-genen muterad var de temperaturkänsliga K-12-stammarna CRT46 och CRT83, med motsvarande stamnummer dnaA46 och dnaA83. I motsats till dnaA-mutanter har PC2-stammen en mutation i dnaC-genen, som kodar för laddningsfaktorn för DNA-helikaset dnaB.
Syntes
DNAA har förmågan att binda sin egen promotor . När DnaA binder till sin egen promotor blockerar det RNA-polymeras från att binda promotorn och hämmar initiering av transkription . På så sätt kan DnaA reglera sitt eget uttryck. Denna process kallas autoreglering .
förordning
Varje celldelningscykel utlöser en ny omgång kromosomreplikation av DnaA, initiatorproteinet. Det är avgörande att reglera DnaA-ATP-monomerinteraktioner med oriC under helikasladdning och avveckling av ursprungs-DNA för exakt timing. DNAA-igenkänningsställen i Escherichia coli är arrangerade i OriC för att underlätta stegvis pre-replikationskomplexsammansättning, med DnaA som interagerar med lågaffinitetsställen där det oligomeriserar för att fylla luckorna mellan högaffinitetsställen när det oligomeriserar. Det kan finnas många luckfyllande strategier för att länka OriC-funktioner till bakteriell livsstil i naturen, vilket kan förklara den stora variationen i OriC DnaA-igenkänningsplatsmönster. De två formerna av DnaA, den aktiva ATP- och ADP -formen är reglerade. ATP formen omvandlas till ADP -formen genom antingen Regulatory inactivation of DnaA (RIDA), som i sin tur består av Hda-proteinet och β-sliding clamp ( DnaN ) och dataA -beroende DnaA-ATP-hydrolys. ADP-formen omvandlas till ATP-formen genom DnaA-reaktiverande sekvenser 1 och 2 (DARS1 och DARS2).
DNAA-proteinstruktur
Det finns fyra discipliner inom DNAA-proteinet. En första jämförelse av Escherichia coli och Bacillus subtilis- proteiner ledde till upptäckten av en sfärstruktur, som avslöjade en relativt konserverad N-terminal och en i stort sett konserverad stor C-terminal separerade av en region som mestadels var variabel. Som ett exempel har de enterobakteriella proteinerna nästan identiska N- och C-terminala sekvenser, men de kännetecknas av ett flertal aminosyrajusteringar, elisioner och insättningar i de variabla regionerna. Det finns ett AAA+-familj ATPas-motiv och en oberoende DNA-bindande sfär i den C-terminala regionen. Det bestämdes med NMR att Escherichia coli sfär IV hade en kristallklar struktur när den komplexbildades med en DnaA-box. Som ett resultat bekräftades det att DNA-listan förmedlas av en kombination av ett helix-turn-helix-motiv och en inledande cirkel. När det binds till ATP, men inte till ADP, bildar DnaA en superspiralstruktur med fyra monomerer per varv. Strukturen av sfär I har bestämts från ytterligare tre bakteriearter och Escherichia coli genom NMR.
Autoreglering av DNAA-proteinsyntes
Forskningen på dnaA(Ts)-mutanter gav det första beviset på att dnaA-genen är autoreglerad. DnaA-protein produceras fortfarande vid icke-tillåtande temperaturer där det är inaktivt, men i vissa mutanter kan det göras aktivt igen genom att återgå till en temperatur som främjar utvecklingen. Denna reversibla initieringskapacitet - som var större än förväntat med tanke på massökningen av kulturen - kunde ses i frånvaro av proteinsyntes vid den tillåtande temperaturen och antydde att DnaA-proteinsyntesen var undertryckt vid den höga tillväxttemperaturen. Dessa resultat föranledde en grundlig undersökning av dnaA46-mutanten under tillåtande, mellanliggande och icke-tillåtande utvecklingsförhållanden. Studiens resultat visade att när tillväxttemperaturen ökade, minskade DnaA46-proteinets aktivitet, vilket ledde till progressivt minskande DNA- och ursprungskoncentrationer vid mellantemperaturer. En ökning i initieringskapacitet sågs samtidigt med en minskning av DnaA-proteinaktivitet. Hansen och Rasmussen (1977) hävdade att DnaA-proteinet hade en positiv effekt vid replikationsinitiering, eftersom transkript som kom in i dnaA-genen hittades som ett resultat av sekvensering av dnaA-promotorregionen och dnaA-genen. DnaA-promotorregionen har nio GATC-ställen inom 225 baspar och en sekvens som liknar en negativ roll i sin egen syntes baserat på dessa observationer. Två promotorer tillhandahåller repetitioner (DnaA-boxar) i oriC-regionen hittades mellan de två promotorerna. Enligt flera studier reglerar DNAA-proteinet båda promotorerna negativt. I denna forskning upptäcktes att dnaA-transkriptionen uppreglerades med 4- till 5-faldigt vid icke-tillåtande temperaturer i dnaATs-mutanter och undertrycktes med samma mängd när DnaA-protein överproducerades. Autoregleringen av dnaA-genen kräver DnaA-boxen. Sekvensen för dnaA2p-promotorregionen har några spännande egenskaper som kan ses tydligare. Denna promotor innehåller två GATC-ställen, en i 10-sekvensen och den andra i 35-sekvensen, och både in vivo och in vitro ökar metylering transkriptionen från denna promotor med en faktor två. Dessutom binder DNAA-protein till regioner uppströms om dnaA2p-promotom med hög affinitet.
Se även
Vidare läsning
- Pratt CA, Voet D, Voet JG (2012). Fundamentals of Biochemistry: Livet på molekylär nivå . New York: Wiley. ISBN 978-0-470-54784-7 .
- Cox M, Nelson DR (2008). Lehningers principer för biokemi . WH Freeman & Co. (Sd). ISBN 978-1-4292-2416-1 .
- Scholefield G, Errington J, Murray H (mars 2012). "Soj/ParA stoppar DNA-replikation genom att hämma helixbildning av initiatorproteinet DnaA" . EMBO Journal . 31 (6): 1542–1555. doi : 10.1038/emboj.2012.6 . PMC 3321191 . PMID 22286949 .
externa länkar
- DnaA+protein,+bakterier vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)