T4-DNA-Polymerase
| DNA-directed DNA polymerase | ||
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| Bändermodell der T4-DNA-Polymerase nach PDB 1NOY | ||
| Andere Namen |
Gene product 43, Gp43 | |
| Masse/Länge Primärstruktur | 898 Aminosäuren, 103.610 Da | |
| Bezeichner | ||
| Externe IDs | ||
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 2.7.7.7 | |
| Orthologe (Bakteriophage T4) | ||
| Entrez | 1258685 | |
| UniProt | P04415 | |
| Refseq (Protein) | NP_049662.1 | |
| PubMed-Suche | 1258685
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T4-DNA-Polymerase ist ein Enzym aus der Gruppe der DNA-Polymerasen, das vom Gen 43 des Bakteriophagen T4 codiert wird.
Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die T4-DNA-Polymerase dient dem Bakteriophagen T4 zur Replikation des viralen Genoms. Die T4-DNA-Polymerase besitzt zwei Enzymaktivitäten: eine Polymerase-Aktivität, die eine DNA-Synthese vom 5'- zum 3'-Ende katalysiert und eine 3'→5' -Exonuklease-Aktivität, die sogenannte Korrekturlese-Funktion (engl. proof reading), die es ermöglicht, den Einbau eines unpassenden Nukleotids zu erkennen und dieses anschließend wieder aus der DNA zu entfernen. Im Gegensatz zur DNA-Polymerase I aus E. coli fehlt ihr eine 5'→3'-Exonuklease-Aktivität. Die T4-DNA-Polymerase nutzt stets einen bereits bestehenden DNA-Einzelstrang als Matrize (Vorlage) für die Synthese eines neuen, komplementären Stranges. Voraussetzung für die Polymeraseaktivität sind ein 5‘-DNA-Überhang und eine hohe Konzentration an dNTPs.[1] Hohe Konzentrationen an dNTPs inhibieren die Exonukleaseaktivität. Die Exonukleaseaktivität zeigt eine im Vergleich zu doppelsträngiger DNA etwa 100-fache erhöhte Präferenz für Einzelstränge.[2] Als Cofaktor werden zweiwertige Magnesiumionen verwendet.
Funktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Der Bakteriophage T4 codiert für alle Proteine, die er für seine Replikation benötigt. In den 1960er Jahren ist es gelungen Genkarten für das T4-Genom zu erstellen.[3][4] 1964 gelang die Identifizierung des Gen 43 als Strukturgen für T4-DNA-Polymerase, die daher auch T4-gp43-DNA-Polymerase genannt wird.[5] T4-DNA-Polymerase ist eines von zehn Proteinen des T4-Replisoms, zu dem auch die T4-DNA-Ligase gehört.[6] T4-DNA-Polymerase gehört, wie die eukaryontische Pol α, zur Pol-B-Familie.[7] Als DNA-Klammer wird gp45 des Bakteriophagen T4 verwendet.
Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die T4-DNA-Polymerase wird in der Molekularbiologie zur Entfernung von 3´-Überhängen und zum Auffüllen (fill-in) von 5‘-Überhängen zur Erzeugung von glatten Enden (blunt ends) eingesetzt. Diese Funktion wird bei der Klonierung von DNA-Molekülen genutzt, die mit Restriktionsenzymen erzeugt wurden. Das Enzym wird auch zur Markierung von DNA-Molekülen eingesetzt, wobei man die Kombination von Exonuklease- und Polymeraseaktivität nutzen kann.[8] Ein Vorteil der T4-DNA-Polymerase bei der Zweitstrangsynthese während der cDNA-Klonierung ist die hohe Genauigkeit. Bei der ortsspezifischen DNA-Mutagenese findet sie Anwendung wegen der fehlenden strand displacement-Aktivität.
Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- E. S. Miller, E. Kutter, G. Mosig, F. Arisaka, T. Kunisawa, W. Rüger: Bacteriophage T4 genome. In: Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. Band 67, Nummer 1, März 2003, S. 86–156, PMID 12626685, PMC 150520 (freier Volltext).
Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ DNA Polymerase, T4 - Worthington Enzyme Manual. In: worthington-biochem.com. Abgerufen am 10. Dezember 2016 (englisch).
- ↑ W. M. Huang, I. R. Lehman: On the exonuclease activity of phage T4 deoxyribonucleic acid polymerase. In: The Journal of Biological Chemistry. Band 247, Nummer 10, Mai 1972, S. 3139–3146, PMID 4554914.
- ↑ R. S. EDGAR, I. LIELAUSIS: TEMPERATURE-SENSITIVE MUTANTS OF BACTERIOPHAGE T4D: THEIR ISOLATION AND GENETIC CHARACTERIZATION. In: Genetics. Band 49, April 1964, S. 649–662, PMID 14156925, PMC 1210603 (freier Volltext).
- ↑ R. S. EDGAR, G. H. DENHARDT, R. H. EPSTEIN: A COMPARATIVE GENETIC STUDY OF CONDITIONAL LETHAL MUTATIONS OF BACTERIOPHAGE T4D. In: Genetics. Band 49, April 1964, S. 635–648, PMID 14156924, PMC 1210602 (freier Volltext).
- ↑ A. De Waard, A. V. Paul, I. R. Lehman: The structural gene for deoxyribonucleic acid polymerase in bacteriophages T4 and T5. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Band 54, Nummer 4, Oktober 1965, S. 1241–1248, PMID 5219829, PMC 219850 (freier Volltext).
- ↑ T. C. Mueser, J. M. Hinerman, J. M. Devos, R. A. Boyer, K. J. Williams: Structural analysis of bacteriophage T4 DNA replication: a review in the Virology Journal series on bacteriophage T4 and its relatives. In: Virol. J. Band 7, Dezember 2010, S. 359, doi:10.1186/1743-422X-7-359, PMID 21129204, PMC 3012046 (freier Volltext) (Review).
- ↑ J. D. Karam, W. H. Konigsberg: DNA polymerase of the T4-related bacteriophages. In: Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. Band 64, 2000, S. 65–96, PMID 10697407 (Review).
- ↑ K. C. Deen, T. A. Landers, M. Berninger: Use of T4 DNA polymerase replacement synthesis for specific labeling of plasmid-cloned inserts. In: Anal. Biochem. Band 135, Nummer 2, Dezember 1983, S. 456–465, PMID 6318604.