Полидезоксирибонуклеотид-синтетазы
ПОЛИДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОТИД-СИНТЕТАЗЫ,
ферменты класса трансфераз, катализирующие образование фосфодиэфирной связи
при синтезе ДНК:
R-цепь ДНК, В,В'-остаток
пуринового или пиримидинового основания полидезоксирибонуклеотид-синтетаз
представлены большой группой ферментов. ДНК-зависимые ДНК-полимеразы участвуют
в репликации (удвоении) ДНК в цикле деления клетки, репарации (устранении
дефектов) ДНК и репликации ДНК митохондрий и хлоропластов; матрицей для синтеза
ДНК, катализируемого этими ферментами, служит односпиральная ДНК. Все семейства,
роды и виды известных живых организмов содержат ферменты, не содержащие коферменты,
и отличающиеся по мол. массе, кол-ву субъединиц, рН, при к-ром фермент обладает
макс. активностью.
Молекула осн. репликативной
ДНК-полимеразы Esche-richia coli (E. coli) имеет мол. м. ок. 385 тыс., состоит
из 7 разл. субъединиц; помимо активного центра, участвующего в образовании фосфодиэфирной
связи (полимеризующий центр), содержит еще один активный центр, катализирующий
гидролиз концевой 3'-5'-фосфодиэфирной связи с образованием 2'-дезоксинуклеозид-5'-монофосфата,
благодаря чему осуществляется коррекция ошибок в биосинтезе ДНК. Осн. репарац.
ДНК-полимераза E. coli-ДНК-полимераза I (мол. м. 109 тыс.); содержит также еще
третий активный центр, катализирующий гидролиз ДНК с 5'-конца с образованием
моно- и олигодезоксирибонуклео-тидов.
У млекопитающих и человека
репликативный синтез ДНК катализируют две ДНК-полимеразы (a и d). Первая
из них (репликаза) имеет мол.м. 250-300 тыс., состоит из 3-4 разл. субъединиц,
содержит кроме полимеризующего активный центр для синтеза коротких рибоолигонуклеотидов,
служащих затравками синтеза ДНК. Др. фермент (d) изучен мало, его мол.
м. 150-200 тыс. Осн. репаративную ф-цию у этих организмов выполняют ДНК-полимеразы
b (мол.м. 38-40 тыс.), состоящие из одной субъединицы, на к-рой расположен
только полимеризующий активный центр. У млекопитающих и человека репликация
ДНК в митохондриях осуществляется с помощью ДНК-полимеразы g (мол.м. 150-300
тыс.), состоящей, по-видимому, из одной субъединицы с полимеризующим активным
центром.
Среди РНК-зависимых ДНК-полимераз
(обратных транскриптаз) наиб. изучены ферменты, продуцируемые ретровирусами
(в т.ч. вирусом, вызывающим СПИД), гепаднавирусами (напр., вызывающими гепатит
В) и др. Они также сильно различаются по мол. массе, субъединичному составу;
содержат полимеризующий активный центр, а иногда также эндорибонуклеазный активный
центр, расщепляющий вирусную РНК после окончания синтеза на ней провирусной
ДНК.
Концевые дезоксинуклеотидил-трансферазы
мало изучены, они осуществляют синтез ДНК без матрицы, состоят из одной субъединицы
(мол. м. 62 тыс.), содержащей только полимеризующий активный центр.
Определены первичные структуры
ДНК-полимеразы I из E. coli, ДНК-полимеразы b человека и крысы, ряда вирусных
обратных транскриптаз и др. Гены нек-рых ДНК-полимераз клонированы и экспрессированы
(встроены в генетич. аппарат) в E. coli. Ингибиторы разл. ДНК-полимераз-гл.
обр. аналоги 2'-дезоксинуклеозидов и 2'-дезоксинуклеотидов. Нек-рые из них (напр.,
З'-азидо-З'-дезокситимидин, или азидотимидин) применяют в противовирусной терапии,
в т.ч. против СПИДа.
Лит.: Краевский
А. А., Куханова M. К., Репликация ДНК у эукариот, в кн.: Итоги науки и техники.
Сер. Молекулярная биология, т. 22. M., 1986; Kornberg A., DNA replication, S.F.,
1980; его же, DNA replication, Suppl., S.F., 1982. А. А. Краевский.