DNS-polimeráz ε forrásának megtekintése

A '''DNS-polimeráz ε''' , röviden '''Pol ε''' az eukarióta [[DNS-polimeráz]]ok B-családjának tagja. A katalitikus [[POLE]], a [[POLE2]], a [[POLE3]] és a [[POLE4]] alegységekből áll. 2015-ös és 2016-os tanulmányok szerint a [[vezető szál]]i DNS-szintézisben és a [[nukleotideltávolításos javítás|nukleotid]]- és [[báziseltávolításos javítás]]ban fontos.<ref>{{cite journal | author = Johnson RE, Klassen R, Prakash L, Prakash S | title = A Major Role of DNA Polymerase δ in Replication of Both the Leading and Lagging DNA Strands | journal = Molecular Cell | volume = 59 | issue = 2 | pages = 163–175 | date = July 2015 | pmid = 26145172 | pmc = 4517859 | doi = 10.1016/j.molcel.2015.05.038}}</ref><ref name="pmid27262731">{{cite journal | author = Lujan SA, Williams JS, Kunkel TA | title = DNA Polymerases Divide the Labor of Genome Replication | journal = Trends in Cell Biology | volume = 26 | issue = 9 | pages = 640–54 | date = September 2016 | pmid = 27262731 | pmc = 4993630 | doi = 10.1016/j.tcb.2016.04.012}}</ref>

Kutatások folytak a DNS-polimeráz ε általi nukleotideltávolításos javításos DNS-szintézis tanulmányozására [[proliferálósejt-magantigén]] (PCNA), [[replikációs faktor C]] (RFC) és [[replikációs protein A]] (RPA) jelenlétében. A DNS-polimeráz ε és a [[DNS-polimeráz δ]] egyike a [[DNS-ligáz]]zal együtt felhasználható UV-károsodott DNS javítására. Azonban a DNS-polimeráz δ RFC és PCNA együttes jelenlétét igényli a javításhoz. Ezenkívül csak kevés részben DNS-ligált terméket hoz létre. A DNS-polimeráz ε ezzel szemben nagyrészt független a PCNA-tól és az RFC-től (egy körülményt találtak, melyben szüksége van ezekre, mely az egyszeresszál-kötő RPA jelenlétében történő nukleotideltávolításos javítás), és jobbára ligált terméket hoz létre. A PCNA és az RFC horgonyként működnek, és a DNS-polimeráz ε-t a DNS-templátra irányítják.<ref>{{cite journal | author=Shivji MK, Podust VN, Hübscher U, Wood RD | title = Nucleotide excision repair DNA synthesis by DNA polymerase epsilon in the presence of PCNA, RFC, and RPA | journal = Biochemistry | volume = 34 | issue = 15 | pages = 5011–7 | date = April 1995 | pmid = 7711023 | doi = 10.1021/bi00015a012}}</ref>
==Expresszió==
A humán DNS-polimeráz ε-t a sejt [[sejtproliferáció|proliferációja]] során expresszálja a replikatív DNS-polimerázokhoz hasonlóan.
==Szerkezet==
A humán DNS-polimeráz ε katalitikus alegysége egy N-terminális katalitikus 140 kDa-os és a további alegységekhez kötő 120 kDa-os doménből áll. A POLE2 59, a POLE3 17, a POLE4 12 kDa-os. Az enzim ezen alegységekből létrejövő heterotetramer.<ref name="Asahara 2003">{{cite journal|author=Asahara H, Li Y, Fuss J, Haines DS, Vlatkovic N, Boyd MT, Linn S|title=Stimulation of human DNA polymerase ε by MDM2|journal=Nucleic Acids Res|date=2003-05-01|volume=31|issue=9|pp=2451–2459|doi=10.1093/nar/gkg342|pmc=154228|pmid=12711691|url=https://academic.oup.com/nar/article/31/9/2451/1080375|accessdate=2024-03-13}}</ref>

A DNS-polimeráz ε polimeráz- és 3-exonukleáz-részei is az N-terminális doménben vannak.<ref name="Huang 1999">{{cite journal|author=Huang D, Pospiech H, Kesti T, Syväoja JE|title=Structural organization and splice variants of the POLE1 gene encoding the catalytic subunit of human DNA polymerase epsilon|journal=Biochem J|date=1999-05-01|pp=657–665|pmc=1220202|pmid=10215605|volume=339|issue=Pt 3|accessdate=2024-03-13}}</ref> 

Asahara ''et al.'' 2003-as tanulmánya akár 5 lehetséges működőképes DNS-polimeráz ε-szerkezetet is elképzelhetőnek tartott.<ref name="Asahara 2003"/>
==Funkció==
A DNS-polimeráz ε a 3 replikatív DNS-polimeráz ([[DNS-polimeráz α|α]], [[DNS-polimeráz δ|δ]], ε) egyike.<ref name="Wang 2022">{{cite journal|author=Wang C, Huang J, Li Y, Zhang J, He C, Li T, Jiang D, Dong A, Ma H, Copenhaver GP, Wang Y|title=DNA polymerase epsilon binds histone H3.1-H4 and recruits MORC1 to mediate meiotic heterochromatin condensation|journal=Proc Natl Acad Sci USA|date=2022-10-19|volume=119|issue=43|page=e2213540119|doi=10.1073/pnas.2213540119|accessdate=2024-03-13}}</ref>

A DNS-polimeráz ε katalitikus egysége szükséges a H<sub>3</sub> leadásához [[meiózis]] során.<ref name="Wang 2022"/>

A DNS-polimeráz ε hibára hajlamos változatai esetén a mutátorfenotípusokat a nukleozid-trifoszfátok mennyisége határozza meg. Ezek a tumorfejlődést lehetővé tevő [[genetikai diverzitás]]t hoznak létre ellenőrzési hibák miatt.<ref name="Williams 2015">{{cite journal|author=Williams LN, Marjavaara L, Knowels GM, Schultz EM, Fox EJ, Chabes A, Herr AJ|title=dNTP pool levels modulate mutator phenotypes of error-prone DNA polymerase ε variants|journal=PRoc Natl Acad Schi USA|date=2015-03-31|volume=112|issue=19|pp=E2457–E2466|doi=10.1073/pnas.1422948112|url=https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1422948112|accessdate=2024-03-13}}</ref> A mutátorvariánsok a [[DUN1]]-en alapulnak, mely a dezoxiribonukleozid-trifoszfátok szintjét a normál [[sejtciklus]] során ellenőrzi, szintézisüket ellenőrzőpont-aktiváció esetén növeli. A dNTP-mennyiség csökkentése csökknti a mutátorfenotípusok hatását, növelésük pedig növeli. Ezek alapján a hibára hajlamos polimerázok okozta mutátorfenotípusokat a dNTP-szintet célzó kezelések modulálhatják.<ref name="Williams 2015"/>

A vezető szálon történő DNS-replikáció legnagyobb részét a Pol ε végzi, és az ellenőrző exonukleázt érintő ''POLE''-mutációk a [[colorectalis rák]] eseteinek 3%-ában, az [[endometriális rák]]éinak 7%-ában találhatók, így gyakoribbak, mint a követőszál-replikáló Pol δ mutációi. Ezek alapján a DNS-replikáció hűségének megtartása korlátozza a tumorokat, mint azt először egerekben megfigyelték, így a mutátorpolimerázok fontos célpontok a terápiás kezelésekben.<ref name="Williams 2015"/>

Asahara ''et al.'' 2003-ban a [[DNS-rekombináció]]t és a kromatinátalakítást is a DNS-polimeráz ε feltételezett funkciójaként említette.<ref name="Asahara 2003"/>

A humán exonukleáz-pozitív Pol ε hibagyakorisága 6,5{{e|-4}}, a borjú-csecsemőmirigyből származóé 7,1{{e|-4}} lacZ-replikációk ellenőrzése alapján.<ref name="Korona 2010">{{cite journal|author=Korona DA, LeCompte KG, Pursell ZF|title=The high fidelity and unique error signature of human DNA polymerase ε|journal=Nucleic Acids Res|date=2010-10-29|volume=39|issue=5|pp=1763–1773|pmc=3061053|pmid=21036870|doi=10.1093/nar/gkq1034}}</ref> Ezek pontos adatai azonban ismeretlenek, mivel Korona ''et al.'' 2010-es tanulmányában nem történt a mutánsok szekvenálása az exonukleáz-pozitív Pol ε esetén. Az exonukleáz-negatív Pol ε hibagyakorisága 4,6{{e|-3}}, vagyis több mint 7-szer nagyobb.<ref name="Korona 2010"/> A GST-jelölés nem befolyásolja jelentősen a replikáció hűségét.<ref name="Korona 2010"/>

A Pol ε polimeráz- és exonukleázaktivitása egyensúlyban van, így a szintézis gátlása rövidülést okoz. Így ellenőrzőpont-mediált exonukleázaktivitás-gátlása csökkenti a rövidülés okozta replikációsvilla-összeomlást.<ref>{{cite journal|author=Pellicanò G, Al Mamun M, Jurado-Santiago D, Villa-Hernández S, Yin X, Giannattasio M, Lanz MC, Smolka MB, Yeeles J, Shirahige K, García-Díaz M, Bermejo R|title=Checkpoint-mediated DNA polymerase ε exonuclease activity curbing counteracts resection-driven fork collapse|journal=Mol Cell|date=2021-07-01|pp=2778–2792|pmc=7612761|pmid=33932350|volume=81|issue=13|doi=10.1016/j.molcel.2021.04.006}}</ref>
==Mutációs profil==
A humán Pol ε leggyakoribb hibái Korona ''et al.'' 2010-es tanulmányában a bázispárcserék voltak – gyakoriságuk 4,4{{e|-5}}, több mint 5-ször kisebb, mint az élesztő-Pol ε-é –, a [[kereteltolódásos mutáció]]k gyakorisága mintegy {{adat|e-5}} volt. Bár az élesztő enzimjénél pontosabb, a bázishibák aránya a többi hibához képest a két ortológban körülbelül azonos (72%, illetve 76%).<ref name="Korona 2010"/>

Az exonukleáz-negatív humán Pol ε leggyakoribb báziscserehibája a T→A transzverzió (4,3{{e|-5}}). Ez T templáttal szembe érkező dTMP hibás beépítését jelenti. Ez élesztőben a 2. leggyakoribb báziscsere volt. A második leggyakoribb a C→T hiba (4{{e|-5}}). Az exonukleáz-negatív humán Pol ε esetén A→T transzverzió ritkán (1,1{{e|-5}} valószínűséggel) lépett fel, szemben az élesztő-Pol ε-nal, mely ezt 11-szer gyakrabban követi el.<ref name="Korona 2010"/> A deléciók valószínűsége 7,1{{e|-6}}, az inzertációké 1,6{{e|-6}} volt.<ref name="Korona 2010"/>

A hibás bázis beillesztésének katalitikus hatékonysága több mint 100-szor alacsonyabb a helyes bázis beillesztéséénél, ennek nagyrészt a <math>K_m</math> 36-szoros növekedése az oka hibás dTTP esetén a helyes dATP-hez képest, mivel a <math>k_{cat}</math> csak 28%-ára csökkent hibás nukleotid esetén. Ez a B-család többi DNS-polimerázának megfelelő eltérés.<ref name="Korona 2010"/>
==Kölcsönhatások==
A DNS-polimeráz ε ZF1 része a [[H3.1 hiszton|H<sub>3.1</sub>]]–[[H4 hiszton|H<sub>4</sub> hiszton]] heterokromatinban gazdag komplexéhez kötve aktiválja a [[MORC1]]-et, mely a meiotikus [[heterokromatin]]-kondenzációt mediálja. A ZF1 e reakcióban kizárólag a heterokromatinban gazdag H<sub>3.1</sub>-gyel kölcsönhat, szemben a ZF2-vel és a Pol δ-val.<ref name="Wang 2022"/>

A humán Pol ε-ban a ZF1 nem vesz részt az alegységközi interakcióban, és nem kölcsönhat a PCNA-val.<ref name="Wang 2022"/>

Az [[MDM2]] a humán Pol ε-t stimulálja, miközben a <math>K_M</math>-et csak kevéssé befolyásolja, vagyis a reakciósebességet növeli affinitásnövelés nélkül.<ref name="Asahara 2003"/>

A Rad17 humán ellenőrzőpont-fehérje a sejtciklus során kromatinasszociált, a DNS-replikációs helyekhez köt, és a DNS-polimeráz ε-nal kölcsönhat. A foszfo-Rad17 koimmunprecipitál a DNS-polimeráz ε-nal. Ezenkívül állandósult a kölcsönhatás a Rad9, a TopBP1 és egy DNS-polimeráz ε közt.<ref>{{cite journal|author=Huang D, Pospiech H, Kesti T, Syväoja JE|title=Structural organization and splice variants of the POLE1 gene encoding the catalytic subunit of human DNA polymerase epsilon|journal=Biochem J|date=1999-05-01|pp=657–665|pmc=1220202|pmid=10215605|volume=339|issue=Pt 3}}</ref>
== Jegyzetek ==
{{jegyzetek}}
==Fordítás==
{{fordítás|en|DNA polymerase epsilon|1183441516}}
==További információk==
{{nemzetközi katalógusok}}
{{orvosi cikk figyelmeztetés}}
{{portál|Orvostudomány|i }}
{{RENDEZÉS:DNSpolimerázε}}
[[Kategória:DNS-polimerázok|ε]]