Кіріспе

DnaB геликазасы – бактерияларда ДНК репликациясы кезінде репликациялық шанышқыны ашатын фермент. DnaB-ның АТФ гидролизі арқылы ДНК бойымен жылғалымын және дуплексті денатурациялау механизмі әлі толық анықталмаған. Алайда, белоктың төртіншілік құрылымында N-терминалды доменнің димеризациялануын қамтитын өзгеріс байқалды және бұл ферментативтік цикл кезінде болуы мүмкін. DnaB бастапқыда dnaA-ға байланысса, ол теріс регулятор болып табылатын dnaC-мен байланысқан күйде болады. DnaC диссоциацияланғаннан кейін, DnaB dnaG-ға байланысады. N-терминальдық бөлігі ортогональды шоғыр құрайтын көп спиральді құрылымға ие.

Көбейтуді бастау механизмі

Репликацияның басталу фазасына кем дегенде 10 түрлі фермент немесе ақуыз қатысады. Олар ДНК спиралін бастапқы нүктесінде ашып, келесі реакциялар үшін алдын ала кешен құрайды. Іске қосу процесінің маңызды компоненті – DnaA ақуызы, ол AAA+ АТФазалар (жасушалық әртүрлі қызметтермен байланысты АТФазалар) отбасының мүшесі. Көптеген AAA+ АТФазалар, DnaA сияқты, олигомерлер құрап, АТФ-ты салыстырмалы түрде баяу гидролиздейді. Бұл АТФ гидролизі ақуыздың екі күй арасындағы өзара ауысуын қамтамасыз ететін механизм ретінде әрекет етеді. DnaA жағдайында АТФ-қа байланысқан түрі белсенді, ал АДФ-қа байланысқан түрі белсенді емес. Сегіз DnaA ақуыз молекуласы, барлығы АТФ-қа байланысқан күйде, R және I сайттарын қамтитын спиральді кешен құрайды. DnaA, R сайттарына I сайттарына қарағанда жоғары сәйкес келеді және АТФ немесе АДФ байланысқан күйде де R сайттарына бірдей жақсы байланысады. I сайттары тек АТФ-қа байланысқан DnaA-мен байланысады, бұл DnaA-ның белсенді және белсенді емес түрлерін ажыратуға мүмкіндік береді. ДНК-ның оң жаққа бұрылған тығыз оралуы осы кешенді тиімді оң суперспиральге айналдырады. Жақын орналасқан ДНК-дағы туындаған кернеу A:T-ға бай ‘DUE’ (ДНК-ны айналдыру элементі) аймағында денатурацияға алып келеді. Репликация басталу нүктесінде қалыптасқан кешенге ДНК иілуіне көмектесетін бірнеше ДНК байланыстырушы ақуыздар – Hu, IHF және FIS та кіреді. DnaC ақуызы, тағы бір AAA+ АТФаза, денатурацияланған аймақтағы бөлінген ДНК тізбектеріне DnaB ақуызын жүктеуге қатысады. DnaC гексамері, әрбір суббірлігі АТФ-қа байланысқан күйде, сақина тәрізді DnaB геликазасымен тығыз кешен құрайды. Бұл DnaC-DnaB өзара әрекеттесуі DnaB сақинасын ашады, бұл процеске DnaB және DnaA арасындағы қосымша өзара әрекеттесу көмектеседі. ДНК-ның сақина тәрізді екі гексамері DUE-ге жүктеледі, біреуі әр ДНК тізбегіне. DnaC-қа байланысқан АТФ гидролизделді, DnaC босатылып, DnaB ДНК-ға байланысқан күйде қалады. DnaB геликазасын жүктеу репликацияны бастаудың маңызды қадамы болып табылады. Репликативтік геликаза ретінде DnaB 5'→3' бағытында бір тізбекті ДНК бойымен жылжып, қозғалғанда ДНК-ны айналдырып шығарады. Осылайша екі ДНК тізбегіне жүктелген DnaB геликазалары қарама-қарсы бағытта жылжып, екі мүмкін репликациялық шанышқы құрайды. Репликациялық шанышқыдағы барлық басқа ақуыздар тікелей немесе жанама түрде DnaB-мен байланысты.