ССБ протеини везивања један опсег (са енглеског "или протеин ДНА с препонама с Транд ДНК б индинг протеине") су протеини одговорни стабилизују, заштитите и пролазно одржавају јединствене ДНК трака добијен из раздвајања дуплекс ДНК дејство протеина хеликазе.
Генетске информације организма су заштићене и кодиране у облику двоконцентрисане ДНК. Да би се превео и поновио, он мора бити одмотаван и спречен, а у овом процесу ССБ протеини учествују.
Фрагмент репликционог протеина подјединица 32 кДа (РПА32) (Извор: Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а у Европском институту за биоинформатику путем Викимедиа Цоммонса)
Ови протеини кооперативно се вежу са другим различитим мономерима који учествују у стабилизацији њиховог ДНК и налазе се и у прокариотима и у еукариотима.
Есцхерицхиа цоли ССБ протеини (ЕцССБ) су први протеини ове врсте који су описани. Они су функционално и структурно окарактерисани и од свог открића коришћени су као модел за проучавање ове класе протеина.
Еукариотски организми поседују протеине сличне ССБ протеинима бактерија, али код еукариота су познати као РПА протеини или репликациони протеини А (репликациони протеин А) који су функционално слични ССБс.
Од свог открића, рачунарско биохемијско-функционално моделирање коришћено је за проучавање интеракција између протеина ССБ и једноланчане ДНК да би се разјаснила њихова улога у суштинским процесима генома различитих организама.
карактеристике
Ове врсте протеина се налазе у свим краљевствима живота и иако имају иста функционална својства, они су структурно различити, нарочито у погледу њихових конформационих промена, које изгледају специфичне за сваку врсту ССБ протеина.
Нађено је да сви ови протеини деле конзервативни домен који је укључен у везање ДНК у једном опсегу и познат је као домен везивања олигонуклеотида / олигосахарида (који се у литератури налази као ОБ домен).
ССБ протеини термофилних бактерија као што је Тхермус акуатицус имају изванредне карактеристике, јер имају две ОБ домене у свакој подјединици, док већина бактерија има само једну од њих у свакој подјединици.
Већина протеина ССБ се специфично везује за једнопојасну ДНК. Међутим, везивање сваког ССБ-а зависи од његове структуре, степена кооперативности, нивоа олигомеризације и различитих услова околине.
Концентрација двовалентних магнезијумових јона, концентрација соли, пХ, температура, присуство полиамина, спермидина и спермина, неки су од стања животне средине проучавана ин витро који највише утичу на активност протеина ССБ.
Структура
Бактерије поседују хомо-тетрамерне ССБ протеине и свака подјединица поседује један ОБ везујући домен. Супротно томе, вирусни ССБ протеини, нарочито они многих бактериофага, су углавном моно- или димерни.
На свом Н-терминалном крају, ССБ протеини поседују ДНК-везујући домен, док се њихов Ц-терминални крај састоји од девет сачуваних аминокиселина одговорних за интеракције протеин-протеин.
Три остатака триптофана на позицијама 40, 54 и 88 су остаци одговорни за интеракцију са ДНК у везним доменима. Они посредују не само стабилизацији интеракције ДНК и протеина, већ и регрутовању осталих протеинских подјединица.
ССБ протеин Е. цоли је моделиран у рачунским студијама и утврђено је да има тетрамерну структуру од 74 кДа и да се веже за једнопојасну ДНК захваљујући кооперативној интеракцији различитих подјединица сличних ССБ.
Архее такође поседују ССБ протеине. Они су мономерни и имају јединствен ДНК који веже ДНК или ОБ домен.
Код еукариота, РПА протеини су, структурно речено, сложенији: састоје се од хетеротримера (од три различите подјединице) познатог као РПА70, РПА32 и РПА14.
Они поседују најмање шест домена који се вежу за олигонуклеотид / олигосахарид, мада су тренутно тачно позната само четири: три у подјединици РПА70 и четврта која су смештена у подјединици РПА32.
Карактеристике
ССБ протеини имају кључне функције у одржавању, паковању и организацији генома штитећи и стабилизирајући једноланчане ДНК ланце у време када су изложени деловању других ензима.
Важно је напоменути да ови протеини нису протеини одговорни за одмотавање и отварање ланаца ДНК. Његова функција је ограничена само на стабилизовање ДНК кад је у стању једнопојасне ДНК.
Ови ССБ протеини делују кооперативно, јер унијавање једног од њих олакшава унију других протеина (ССБ или не). У метаболичким процесима ДНК, ови протеини се сматрају пионирима или примарним протеинима.
Поред стабилизирања једноланчаних трака ДНК, везивање ових протеина на ДНК има примарну функцију заштите тих молекула од разградње ендонуклеазама типа В.
Протеини ССБ типа активно учествују у процесима репликације ДНК готово свих живих организама. Такви протеини напредују како напредује вилица за репликацију, и држе два родитељска ланца ДНК одвојена тако да су у исправном стању да делују као обрасци.
Примери
У бактеријама, протеини ССБ стимулишу и стабилизују функције протеина РецА. Овај протеин је одговоран за поправку ДНК (СОС реакција) и за процес рекомбинације између комплементарних једнопојасних молекула ДНК.
Мутанти Е. цоли генетски конструисани за добијање неисправних протеина ССБ брзо се инхибирају и не извршавају ефикасно своје функције у репликацији, поправци и рекомбинацији ДНК.
Протеини слични РПА контролирају напредовање ћелијског циклуса у еукариотским ћелијама. Конкретно, верује се да ћелијска концентрација РПА4 може индиректно да утиче на корак репликације ДНК, односно да је при високим концентрацијама РПА4 овај процес инхибиран.
Сугерисано је да експресија РПА4 може спречити пролиферацију ћелија инхибирањем репликације и играјући улогу у одржавању и обележавању виталности здравих ћелија у животињским организмима.
Референце
- Антхони, Е., и Лохман, ТМ (2019, фебруар). Динамика Е. цоли једноланчаних ДНК комплекса за везивање протеина и ДНА. На семинарима из ћелијске и развојне биологије (Вол. 86, стр. 102-111). Академска штампа.
- Беернинк, ХТ, и Моррицал, СВ (1999). РМП: рекомбинација / репликација протектора посредника. Трендови у биохемијским наукама, 24 (10), 385-389.
- Бианцо, ПР (2017). Прича ССБ. Напредак биофизике и молекуларне биологије, 127, 111-118.
- Бирне, БМ, Оаклеи, ГГ (2018, новембар). Репликциони протеин А, лаксатив који одржава ДНК редовним: Важност РПА фосфорилације за одржавање стабилности генома. На семинарима из ћелијске и развојне биологије. Академска штампа
- Кребс, ЈЕ, Голдстеин, ЕС и Килпатрицк, СТ (2017). Левинови гени КСИИ. Јонес и Бартлетт учење.
- Лецоинте, Ф., Серена, Ц., Велтен, М., Цостес, А., МцГоверн, С., Меиле, ЈЦ,… & Поллард, П. (2007). Предвиђање заустављања хромосомских репликација вилица: ССБ циљеви поправљају ДНА хеликазе у активне вилице. Часопис ЕМБО, 26 (19), 4239-4251.