大肠杆菌的解旋酶RuvA的结构
解旋酶 [ 1] [ 2] (英語:Helicases )又稱解链酶 [ 3] ,是所有生物體 維持生命所必需的一類酶 ,可分為多種類型。這類酵素是能夠依循核酸 磷酸雙酯骨架 (phosphodiester backbone)的方向性 ,而往特定方向移動的馬達蛋白 (motor protein)。移動過程中可將相連的兩條核酸長鏈(如DNA 、RNA 或兩者的混合分子)解開,作用時所需能量來自核苷酸 水解 。
許多細胞代謝過程(cellular processes),如DNA複製,翻譯,重組,DNA修復,和核糖體合成涉及的核酸鏈的分離必須使用解旋酶。
作用方式
DNA的复制,蓝色三角为解旋酶
解旋酶可以利用三磷酸腺苷 (ATP)或三磷酸鳥苷 (GTP)水解產生的能量,將DNA雙股螺旋或自我黏合的RNA分子解開。此種酵素會依循其中一股核酸長鏈的方向 (3'→5'或5'→3')而移動。
各類型的解旋酶具有不同的結構與寡聚 (oligomerization)性質,例如DnaB 與相似的類型,是以環狀排列的六聚體 (hexamer)產生作用;而其他類型則可能是單體 或二聚體 。解旋酶作用時是位於一個交叉位置(fork),最近的研究顯示,此交叉位置是在解旋酶主動促使下產生,也就是說,解旋酶可以直接作用於完全相連的雙股長鏈,而不只是作用在已經稍微打開的雙股長鏈[ 4] 。
各種類型
超家族I(Superfamily I):
UvrD:存在於E. coli ,作用於DNA修復。
Rep:E. coli ,DNA複製。
PcrA:Bacillus stearothermophilus ,角色未明。
Dda:bacteriophage T4,複製起始。
超家族II(Superfamily II):
RecQ:E. coli ,DNA修復。
eIF4A:釀酒酵母 ,RNA轉譯。
WRN:人類、DNA修復。
NS3[ 5] :C型肝炎 病毒,複製。
TRCF(Mfd):E.coli ,轉錄-修復偶合因子(transcription-repair coupling factor)。
超家族III(Superfamily III):
LTag:SV40 ,複製。
E1:人類乳突病毒(human papillomavirus),複製。
Rep:Adeno-Associated Virus(AAV),複製、site-specific integration、virion packaging。
類DnaB家族(DnaB-like family):
DnaB:E. coli ,複製。
gp41:bacteriophage T4,DNA複製。
T7gp4:bacteriophage T7,DNA replication。
類ρ家族(Rho-like family):
Rho:E. coli ,轉錄終止因子(Transcription termination factor)。
參考文獻
^ 存档副本 . [2021-07-15 ] . (原始内容存档 于2021-07-18).
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^ Johnson DS, Bai L, Smith BY, Patel SS, Wang MD. Single-molecule studies reveal dynamics of DNA unwinding by the ring-shaped t7 helicase. Cell. 2007, 129 (7): 1299–309. PMID 17604719 . doi:10.1016/j.cell.2007.04.038 .
^ Dumont S, Cheng W, Serebrov V, Beran RK, Tinoco Jr I, Pylr AM, Bustamante C , "RNA Translocation and Unwinding Mechanism of HCV NS3 Helicase and its Coordination by ATP" , Nature . 2006 Jan 5; 439: 105-108.
外部連結