Bgl II es una endonucleasa de restricción de tipo IIaislada de ciertas cepas de Bacillus globigii .
Endonucleasa de restricción Bgl II | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Endonuc- Bgl II | |||||||
Pfam | PF09195 | |||||||
Clan pfam | CL0236 | |||||||
InterPro | IPR015278 | |||||||
SCOP2 | 1dfm / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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La función principal de las enzimas de restricción es la protección del genoma del huésped contra el ADN extraño , pero también pueden tener alguna participación en la recombinación y la transposición . [1]
Como la mayoría de las enzimas de restricción de tipo II, Bgl II consta de dos subunidades idénticas que forman un homo dímero alrededor de la doble hélice del ADN. Cada monómero tiene 223 aminoácidos y se une simétricamente a ambos lados de la secuencia de nucleótidos palindrómica única AGATCT, escindiendo el enlace fosfodiéster escindible entre los primeros nucleótidos de adenina y guanina en ambas hebras de la molécula de ADN, creando extremos pegajosos con voladizos de extremo 5 '.
Al ser una enzima de restricción de tipo II, Bgl II no requiere ATP ( trifosfato de adenosina ) para su función enzimática, sino que solo requiere la asociación con un catión metálico divalente , muy probablemente Mg 2+ . A diferencia de otras enzimas de restricción de su clase, se ha demostrado que Bgl II posee algunas características estructurales únicas, como un subdominio β-sándwich, y parece sufrir un cambio conformacional único tras la dimerización, [2] pero su estructura general y mecanismo de catálisis permanecen consistentes con otras enzimas de restricción de tipo II.
Las endonucleasas de restricción juegan un papel muy importante en las técnicas modernas de clonación molecular . Debido a sus sitios únicos de reconocimiento / corte, las enzimas de restricción pueden usarse para cortar con precisión el ADN en ubicaciones específicas de una manera predecible. Una vez cortado, el ADN (generalmente) posee los llamados " extremos pegajosos ", que pueden permitir que el fragmento de ADN se hibride en un vector de ADN . Se utilizan enzimas de ligadura para unir covalentemente el fragmento deseado al vector para la posterior clonación del ADN.
Identificadores | |
Nombre | Endonucleasa de restricción Bgl II |
Entrez | 6173168 |
PDB | 1DFM |
NÚMERO DE ADHESIÓN | Q45488 |
Número CE | 3.1.21.4 |
Mecanismo
Esta transferencia de fosforilo ocurre por un ataque nucleofílico de un ion hidruro sobre el fosfato escindible, lo que da como resultado un intermedio de fósforo bipiramidal trigonal. El fósforo luego se sustituye y el 3'-0- se patea como grupo saliente. |
Bgl II cataliza la escisión del enlace fosfodiéster en la columna vertebral del ADN a través de una transferencia de fosforilo al agua. [1] Los estudios sobre el mecanismo de las enzimas de restricción han revelado varias características generales que parecen ser ciertas en casi todos los casos, aunque lo más probable es que el mecanismo real de cada enzima sea alguna variación de este mecanismo general. Este mecanismo requiere una base para generar el ion hidróxido a partir del agua, que actuará como nucleófilo y atacará el fósforo en el enlace fosfodiéster. También se requiere un ácido de Lewis para estabilizar la carga negativa extra delfósforo en estado de transición pentacoordinado, así como un ión ácido o metálico general que estabilice el grupo saliente (3'-O - ).
Estructura
Aunque las endonucleasas de restricción muestran poca similitud de secuencia, las estructuras cristalinas revelan que todas comparten un núcleo α / β muy similar que consta de una hoja β de seis hebras flanqueada por cinco hélices α , dos de las cuales median la dimerización. [1] Este núcleo lleva el sitio activo (centro catalítico) y los residuos que entran en contacto con el ADN en el surco principal . Bgl II es único porque su núcleo α / β está aumentado por un subdominio β-sándwich que tiene varias proyecciones que se extienden hacia afuera para agarrar el ADN, lo que permite que Bgl II rodee completamente la molécula de ADN. Esta característica atípica de Bgl II sugiere un movimiento de bisagra único para la unión y liberación del ADN. [2] Los estudios estructurales comparativos de la enzima libre frente al complejo Bgl II-ADN mostraron que la enzima se abre mediante un movimiento dramático similar a una tijera, acompañado de un reordenamiento completo de las hélices α en la interfaz del dímero. Estos estudios estructurales también revelaron que dentro de cada monómero, un conjunto de residuos disminuye o aumenta para secuestrar o exponer alternativamente los residuos del sitio activo. Estas diferencias dramáticas en la estructura de la enzima libre frente a la ligada aún no se han observado en ninguna otra endonucleasa de restricción y posiblemente representen un mecanismo novedoso para capturar ADN que puede extenderse a otras proteínas que rodean al ADN. [2] [3]
Sitio activo
Los estudios estructurales de endonucleasas han revelado una arquitectura similar para el sitio activo con los residuos siguiendo la secuencia de consenso débil Glu / Asp- (X) 9-20 -Glu / Asp / Ser-X-Lys / Glu. El sitio activo de Bgl II es similar al de otras endonucleasas, siguiendo la secuencia Asp- (X) 9 -Glu-X-Gln. En su sitio activo se encuentra un catión metálico divalente, muy probablemente Mg 2+ , que interactúa con Asp-84, Val-94, un oxígeno fosforílico y tres moléculas de agua. Una de estas moléculas de agua puede actuar como nucleófilo debido a su proximidad al fosforilo escindible (su orientación está fijada por un enlace de hidrógeno con el oxígeno amida de cadena lateral de Gln-95 [1] [4] ) y su contacto con el catión metálico (que reduce su pK a , promoviendo la nucleofilia del agua).
Ver también
- BamHI , una enzima nucleasa de ' Bacillus amyloliquefaciens. .
- FokI , una enzima nucleasa de Flavobacterium okeanokoites
- EcoRI , una enzima nucleasa de ' E. coli .
Referencias
- ↑ a b c d e f Lukacs CM, Kucera R, Schildkraut I, Aggarwal AK (febrero de 2000). "Comprensión de la inmutabilidad de las enzimas de restricción: estructura cristalina de BglII y su sustrato de ADN a una resolución de 1,5 A". Biología estructural de la naturaleza . 7 (2): 134–40. doi : 10.1038 / 72405 . PMID 10655616 .
- ^ a b c Lukacs CM, Kucera R, Schildkraut I, Aggarwal AK (febrero de 2001). "La estructura de BglII libre revela un movimiento de tijera sin precedentes para abrir una endonucleasa". Biología estructural de la naturaleza . 8 (2): 126-30. doi : 10.1038 / 84111 . PMID 11175900 .
- ^ Galburt EA, Stoddard BL (febrero de 2000). "Endonucleasas de restricción: una de estas cosas no es como las demás". Biología estructural de la naturaleza . 7 (2): 89–91. doi : 10.1038 / 72450 . PMID 10655603 .
- ^ a b Pingoud A, Jeltsch A (septiembre de 2001). "Estructura y función de las endonucleasas de restricción tipo II" . Investigación de ácidos nucleicos . 29 (18): 3705–27. doi : 10.1093 / nar / 29.18.3705 . PMC 55916 . PMID 11557805 .
enlaces externos
- Base de datos de enzimas de restricción
- Entrada de la base de datos de proteínas del NCBI
- Resumen de estructura, MMDB
- Bgl II, Biología.Kenyon.edu