полидезоксирибонуклеотид-синтетазы

ПОЛИДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОТИД-СИНТЕТАЗЫ

ферменты класса трансфераз, катализирующие образование фосфодиэфирной связи при синтезе ДНК:

R-цепь ДНК, В,В'-остаток пуринового или пиримидинового основания П. 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, количеству субъединиц, pH, при котором 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 функцию у этих организмов выполняют ДНК-полимеразы β (мол. м. 38–40 тыс.), состоящие из одной субъединицы, на которой расположен только полимеризующий активный центр. У млекопитающих и человека репликация ДНК в митохондриях осуществляется с помощью ДНК-полимеразы γ (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 β человека и крысы, ряда вирусных обратных транскриптаз и др. Гены некоторых ДНК-полимераз клонированы и экспрессированы (встроены в генетич. аппарат) в E. coli. Ингибиторы разл. ДНК-полимераз — гл. обр. аналоги 2'-дезоксинуклеозидов и 2'-дезоксинуклеотидов. Некоторые 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}