5′AGCTTCAGGATA?3′|||||||||||3′TCGAAGTCCTAGCGAC5′3??5?外切酶活性5??3?外切酶活性?能切除引物和突变的DNA片段。能辨认错配的碱基对,并将其水解。核酸外切酶活性第31页,共84页,星期日,2025年,2月5日第32页,共84页,星期日,2025年,2月5日(一)原核生物的DNA聚合酶?DNA-polⅠ?DNA-polⅡ?DNA-polⅢ?DNA-polⅣ?DNA-polⅤ第33页,共84页,星期日,2025年,2月5日催化DNA聚合参与DNA损伤的应急状态修复校读、修复合成、切除引物填补空隙功能2040400分子数/细胞1011亚基数--+5????外切酶活性+++???5?外切酶活性+++5????聚合酶活性polIIIpolIIpolIE.Coli中的DNA聚合酶P245第34页,共84页,星期日,2025年,2月5日功能:校读,去除RNA引物,填补空隙,参与DNA损伤修复。P245DNA-polⅠ第35页,共84页,星期日,2025年,2月5日此酶研究得最早,也是现在了解得最清楚的一种DNA聚合酶。
尽管DNA-polI是第一个被鉴定的DNA聚合酶,但它并不是DNA复制的主要聚合酶。主要证据如下:[1]纯化的大肠杆菌DNA-polI在37℃下催化DNA合成的速率约为10个核苷酸/秒,而体内DNA合成速率要比此高出10~100倍。[2]DNA-PolI仅能催化延长大约20个核苷酸的聚合。[3]大肠杆菌的一种突变株中,此酶的活力正常,但染色体DNA复制不正常。[4]在另一种突变株中,DNA-polI的活力只有野生型的1%,但是DNA复制却正常。DNA聚合酶II(DNA-polII)?具有5′→3′的聚合酶活性。?只是在无polⅠ及polⅢ的情况下暂时起作用。?对模板的特异性不高,参与DNA损伤的应急状态修复。第36页,共84页,星期日,2025年,2月5日
1970年发现了DNA-polII。该酶也不是复制的主要聚合酶,因为此酶缺陷的大肠杆菌突变株的DNA复制完全正常。DNA-polII只有在无?DNA-polI及DNA-polIII的情况下才发挥作用,因而其真正的功能现在并不清楚,有些人认为它可能在损伤修复中有特殊作用。
DNA聚合酶III(DNA-polIII)是复制延长中真正起催化作用的酶。由10种亚基组成不对称的聚合体。α,ε,θ亚基组成核心酶,α亚基具有5→3的聚合活性,ε亚基具有3→5外切酶活性,θ亚基可能起组装作用。第37页,共84页,星期日,2025年,2月5日β亚基(DNA夹子)能夹稳模板链,负责酶沿DNA模板滑动的作用。其余亚基统称为γ-复合物,是DNA夹子加载蛋白。第38页,共84页,星期日,2025年,2月5日DNA-polⅢ第39页,共84页,星期日,2025年,2月5日此酶的分子量为140KD左右。DNA-polIII全酶是由α、β、γ、δ、δ′、ε、θ、τ、χ、ψ10种亚基组成的不对称二聚体。其中,α,ε,θ组成核心酶,具有聚合酶活性和3→5核酸外切酶活性,其余的亚基统称为γ-复合物。实验证明,ε亚基可能具有碱基选择功能;β亚基位于全酶两边,起着夹住模板链,使酶沿模板链滑动的作用,此外,β亚基还有辨认引物的作用;其它亚基的具体作用并不十分清楚。
大肠杆菌每个细胞中只有10~20个DNApol-III酶分子,但催化脱氧核苷酸掺入DNA链的速率分别是DNA聚合酶I和II的15倍和30倍,可达150个核苷酸/秒。并且它可连续催化多达5000个核苷酸的加入,因此是真正意义上的DNA复制酶。DNA-polIII也具有3→5和5→3核酸外切酶活性。第40页,共84页,星期日,2025年,2月5日(二)真核生物的DNA聚合酶P250D