Конформационные превращения фермент-субстратных комплексов в процессах, катализируемых 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазами из E. coli и человека

• Автор: Кузнецов, Никита Александрович
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Содержание

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ б

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Кинетические исследования механизмов ферментативных реакций в

предстационарных условиях

1.1. ДНК и РИКполимсразы

1.1.1. ДНКпол имераза 1 ii i фрагмент Кленова

1.1.2. РНКполимераза бактериофага Т7

1.1.3. ДНКполимеразы бактериофагов иТ4

1.1.4. ДНКполимераза р

1.2. ДНКлигаза бактериофага Т4
1.3. ДНКметилтрансферазы
1.3.1. ДНКметилтрансфераза бактериофага Т4
1.3.2. ДНКметилтрансфераза I
1.4. ДНКгликозилазы
1.4.1. УрацилДНКгликозилаза
1.4.2. АденинДНКгликозилаза
1.5. Заключение
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучение предстационарной кинетики и конфирмационной динамики 8
оксогуанинДНКгликозилаз из Е. i и человека с ДНК
3.1. ФормамидопирнмидинДНКгликозилаза Е, i
3.1.1. Неспецифический ДНКлиганд
3.1.2. лиганд
3.1.3. АРсубстрат
3.1.4. xсубстрат
3.1.5. Влияние основания, расположенного напротив повреждения, на взаимодействие фермента с xсубстратом
3.1.6. Vсубстрат
3.1.7. Заключение по разделу 3.1
3.2. 8оксогуанинДНКчгликозилаза человека С
3.2.1. Неспецифический ДНКлиганд
3.2.2.лиганд
3.2.3. АРсубстрат
3.2.4. охоОсубстрат
3.2.5. Влияние основания, расположенного напротив повреждения, на взаимодействие фермента с охоСсубстратом
3.2.6. Влияние 8бромгуанина на взаимодействие фермента с АР и охоСсубстратами
3.2.7. Взаимодействие фермента i с АРэндонуклеазой человека
3.2.8. Заклю чей ие по разделу 3.2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Несмотря на огромное количество работ посвященных ферментам, взаимодействующим с ДНК, наличие перечисленных ограничений приводит к конечному числу рассматриваемых примеров. ДНКгликозилаз. Особое внимание направлено на связь структуры взаимодействующих молекул и конформационных изменений с кинетическим механизмом реакции и на выяснение роли отдельных элементарных стадий в протекании ферментативного процесса. Способность удваивать геном является необходимым условием жизни всех организмов. Считается, что самые первые ферменты обладали полимеразной активностью. Основной задачей полимераз является безошибочное копирование полной последовательности генома с целью сохранить всю закодированную в нем информацию. Полимеразы передвигаются вдоль ДНК и одновременно осуществляют синтез дочерней цепи. Эти ферменты могут иметь различные размеры, клеточные функции, точность синтеза и чувствительность к аналогам нуклеотидов. Однако их объединяет общая особенность реакция переноса нуклеотида на Зконец праймера, в которой участвуют двухвалентные ионы металла и несколько групп консервативных аминокислотных остатков Рис. Рис. Общая структура активного ценчра полимераз. Номера аминокислотных остатков соответствуют ДНКполимеразе I ii i. Здесь и далее рисунки представлены в том виде каком они приведены в оригинальных работах. Сравнение аминокислотной последовательности , а также анализ кристаллических структур ДНКполимераз позволяет разделить их на пять семейств. В настоящее время известны кристаллические структуры представителей четырех семейств. Наиболее изученным из них является семейство ДНКполимеразы I I или Асемейство, которое включает фрагменты Кленова ДНКнолимеразы I ii i и i i, Д1 Iполимсразу I i и РНК и ДНКполимеразы фага Т7 . Всемейство. Все эукариотические репликациоиные ДНКполимеразы и полимеразы фагов Т4 и принадлежат этому семейству , . Обратные транскриптазы, РНКзависимые РНКполимеразы и теломеразы имеют ряд общих структурных элементов и объединены в единое семейство . В то же время, структура ДНКполимеразы р не имеет структурного подобия ни с одним из выше перечисленных семейств . На основании сравнения аминокислотной последовательности бактериальные ДНКполимеразы III также выделены в отдельное семейство . Анализ известных кристаллических структур ДНКполимераз выявил общие элементы архитектуры этих ферментов независимо от их принадлежности к разным семействам . Общую форму ДНКполимераз сравнивают со строением правой руки и выделяют такие элементы как большой палец , ладонь и пальцы i. Главная функция домена это каталитическая реакция полимеризации, домен i участвует в связывании нуклеозидтрифосфата и одноцепочечного участка ДНК в месте образования новой комплементарной пары. Домен участвует в связывании ДНК и продвижении фермента после очередного акта катализа вдоль ДНК. Среди всех ДНКиолимераз ра1тдомен наиболее консервативен, в то время как i и ЙштЬдомены различны во всех четырех семействах, для которых установлены кристаллические структуры Рис. Структура домена всех известных полимераз состоит из 46 Рскладчатых слоев и двух спиралей. Пространственное расположение этих элехментов имеет одинаковые особенности для всех семейств за исключением семейства полимеразы р. Домен состоит в основном из аспирапей, однако структурные особенности этого домена значительно отличаются в различных семействах. Наибольшие различия в последовательностях аминокислот и структуре полимераз относятся к домену i. Вторичная структура этого домена в трех из четырех семейств, для которых установлена кристаллическая структура, представлена аспиралями различной длины и пространственной укладки относительно друг друга Рис 2А, В, Г. Однако в случае семейства iдомен состоит как из антипараллельных Рскладчатых слоев, так и аспиралей Рис. Б.