大肠杆菌的解旋酶RuvA的结构
解旋酶 [ 1] [ 2] (英语:Helicases )又称解链酶 [ 3] ,是所有生物体 维持生命所必需的一类酶 ,可分为多种类型。这类酵素是能够依循核酸 磷酸双酯骨架 (phosphodiester backbone)的方向性 ,而往特定方向移动的马达蛋白 (motor protein)。移动过程中可将相连的两条核酸长链(如DNA 、RNA 或两者的混合分子)解开,作用时所需能量来自核苷酸 水解 。
许多细胞代谢过程(cellular processes),如DNA复制,翻译,重组,DNA修复,和核糖体合成涉及的核酸链的分离必须使用解旋酶。
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)或三磷酸鸟苷 (GTP)水解产生的能量,将DNA双股螺旋或自我黏合的RNA分子解开。此种酵素会依循其中一股核酸长链的方向 (3'→5'或5'→3')而移动。
各类型的解旋酶具有不同的结构与寡聚 (oligomerization)性质,例如DnaB 与相似的类型,是以环状排列的六聚体 (hexamer)产生作用;而其他类型则可能是单体 或二聚体 。解旋酶作用时是位于一个交叉位置(fork),最近的研究显示,此交叉位置是在解旋酶主动促使下产生,也就是说,解旋酶可以直接作用于完全相连的双股长链,而不只是作用在已经稍微打开的双股长链[ 4] 。
超家族I(Superfamily I):
UvrD:存在于E. coli ,作用于DNA修复。
Rep:E. coli ,DNA复制。
PcrA:Bacillus stearothermophilus ,角色未明。
Dda:bacteriophage T4,复制起始。
超家族II(Superfamily II):
RecQ:E. coli ,DNA修复。
eIF4A:酿酒酵母 ,RNA转译。
WRN:人类、DNA修复。
NS3[ 5] :丙型肝炎 病毒,复制。
TRCF(Mfd):E.coli ,转录-修复偶合因子(transcription-repair coupling factor)。
超家族III(Superfamily III):
LTag:SV40 ,复制。
E1:人类乳突病毒(human papillomavirus),复制。
Rep:Adeno-Associated Virus(AAV),复制、site-specific integration、virion packaging。
类DnaB家族(DnaB-like family):
DnaB:E. coli ,复制。
gp41:bacteriophage T4,DNA复制。
T7gp4:bacteriophage T7,DNA replication。
类ρ家族(Rho-like family):
Rho:E. coli ,转录终止因子(Transcription termination factor)。
^ 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.