MutS-1
MutS_I
a:aミスマッチを持つDNAに結合する大腸菌MutSの結晶構造
識別子
シンボルMutS_I
ファムPF01624
インタープロIPR007695
頭いいMUTSd
プロサイトPDOC00388
SCOP21ng9 /スコープ/ SUPFAM
利用可能なタンパク質構造:
PDB  IPR007695 PF01624 ( ECOD ; PDBsum )  
アルファフォールド

MutSはミスマッチ DNA 修復タンパク質であり、もともとは大腸菌で説明されました。

ミスマッチ修復はDNA複製の全体的な忠実性に寄与し、ゲノム損傷による悪影響に対抗するために不可欠です。DNAポリメラーゼ複合体の校正要素（クレノウ断片）によって見逃されたミスマッチ塩基対の修復に関与します。大腸菌の複製後ミスマッチ修復システム（MMRS）は、 MutS（ミューテーターS）、MutL、およびMutHタンパク質を含み、DNA複製中に生じる点突然変異や小さな挿入／欠失ループを修復します。[ 1 ]

MutSとMutLは、部分的に相同なDNA配列間の組み換えを防ぐ役割を担っている。MMRSの組み立てはMutSによって開始され、MutSはミスペアヌクレオチドを認識して結合し、MutLとMutHのさらなる作用によって、ミスペア塩基を含む新しく合成されたDNA鎖の一部を除去する。[ 2 ] MutSは、O(6)-メチルグアニン損傷の修復においてメチルトランスフェラーゼと共同することもできる。そうでなければ、複製中にチミンと対になってO(6)mG:Tミスマッチを作り出す。 [ 3 ] MutSは二量体として存在し、2つの単量体は異なる立体配座を持ち、構造レベルでヘテロ二量体を形成する。[ 4 ] 1つの単量体のみがミスマッチを特異的に認識し、ADPが結合している。両方の単量体の非特異的な主溝DNA結合ドメインが、クランプのような構造でDNAを包み込む。ミスマッチ結合はATP の取り込みとMutS タンパク質の構造変化を引き起こし、 DNA 上で 転座するクランプを生成します。

MutSは複雑な構造を持つモジュール型タンパク質であり、[ 5 ]以下で構成されています。

MutSの相同遺伝子は、真核生物（MSH 1、2、3、4、5、6タンパク質）、古細菌、細菌など多くの種で発見されており、これらのタンパク質はMutSファミリーに分類されています。これらのタンパク質の多くは大腸菌MutSと同様の活性を示しますが、MutSファミリーのメンバー間には機能の大きな多様性が見られます。この多様性は種内でも見られ、多くの種が異なる機能を持つ複数のMutS相同遺伝子をコードしています。 [ 6 ]種間相同遺伝子は、ミトコンドリアや葉緑体の共生祖先を介して、細菌から古細菌や真核生物へのMutS（およびMutL）の古代における頻繁な水平遺伝子伝播によって生じた可能性があります。[ 7 ]

このエントリは、DNAミスマッチ修復タンパク質のMutSファミリーに属するタンパク質、および密接に関連するタンパク質のN末端ドメインを表します。MutSのN末端ドメインはミスマッチ認識を担い、3つのαヘリックスに囲まれた6本鎖混合βシートを形成します。これはtRNAエンドヌクレアーゼの構造に類似しています。酵母MSH3 [ 8 ] 、DNAミスマッチ修復に関与する細菌タンパク質、およびマウスRep-3遺伝子の予測タンパク質産物は、広範な配列相同性を有しています。ヒトMSHは、非ポリポーシス大腸癌（HNPCC）への関与が示唆されており、ミスマッチ結合タンパク質です。

ミスマッチ部位への MutS の結合メカニズムを調査するために生物物理学的研究が行われており、最も一般的に使用される関心部位は G:T ミスマッチと T バルジです。MutS が結合すると、ミスマッチ部位に 60° のねじれが導入されることが観察されています。この突然のねじれは最初のミスマッチ認識の重要なステップとして認識されており、最終的な MutS-DNA 複合体では、DNA が曲がりません。[ 9 ] G/T ミスマッチ結合実験では、さまざまな MutS ホモログに対する重要な駆動力としてフェニルアラニンの挿入が観察されています。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]このプロセスでは、MutS 上の特定のフェニルアラニンが不対チミンと芳香族スタッキングを形成し、チミンと MutS タンパク質上の近くの残基との間に追加の水素結合も形成される可能性があります。

参考文献

  1. ^ Nag N, Rao BJ, Krishnamoorthy G (2007年11月). 「ミスマッチ近傍のDNA塩基のダイナミクス変化：MutSによるミスマッチ認識の手がかり」J. Mol. Biol . 374 (1): 39– 53. doi : 10.1016/j.jmb.2007.08.065 . PMID  17919654 .
  2. ^ミゲル V、ペッツァ RJ、アルガラニャ CE (2007 年 8 月)。 「大腸菌MutSのC末端領域とタンパク質のオリゴマー化」。生化学。生物物理学。解像度共通。360 (2): 412– 7. Bibcode : 2007BBRC..360..412M。土井：10.1016/j.bbrc.2007.06.056。PMID 17599803。 
  3. ^ Rye PT, Delaney JC, Netirojjanakul C, Sun DX, Liu JZ, Essigmann JM (2008年2月). 「ミスマッチ修復タンパク質はメチルトランスフェラーゼと連携してO(6)-メチルグアニンの修復に関与する」 . DNA Repair (Amst.) . 7 ( 2 ): 170–6 . doi : 10.1016/j.dnarep.2007.09.003 . PMC 3015234. PMID 17951114 .  
  4. ^ Mendillo ML, Putnam CD, Kolodner RD (2007年6月). 「大腸菌MutS四量体化ドメイン構造は、生体内DNAミスマッチ修復において四量体ではなく安定な二量体が必須であることを明らかにする」 . J. Biol. Chem . 282 (22): 16345–54 . doi : 10.1074/jbc.M700858200 . PMID 17426027 . 
  5. ^ Lamers MH, Perrakis A, Enzlin JH, Winterwerp HH, de Wind N, Sixma TK (2000年10月). 「DNAミスマッチ修復タンパク質MutSのG x Tミスマッチへの結合の結晶構造」. Nature . 407 ( 6805): 711–7 . Bibcode : 2000Natur.407..711L . doi : 10.1038/35037523 . PMID 11048711. S2CID 4431622 .  
  6. ^ Eisen JA (1998年9月). 「MutSファミリータンパク質の系統ゲノム研究」 . Nucleic Acids Res . 26 (18): 4291–300 . doi : 10.1093/nar/26.18.4291 . PMC 147835. PMID 9722651 .  
  7. ^ Lin Z, Nei M, Ma H (2007). 「DNAミスマッチ修復遺伝子の起源と初期進化 ― 多重水平遺伝子移動と共進化」 Nucleic Acids Res 35 ( 22): 7591–603 . doi : 10.1093/nar/gkm921 . PMC 2190696 . PMID 17965091 .  
  8. ^ New L, Liu K, Crouse GF (1993年5月). 「酵母遺伝子MSH3は真核生物MutSホモログの新しいクラスを定義する」. Mol. Gen. Genet . 239 ( 1–2 ): 97–108 . doi : 10.1007 / BF00281607 . PMID 8510668. S2CID 24113631 .  
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  10. ^ Malkov, Vladislav A.; Biswas, Indranil; Camerini-Otero, R. Daniel; Hsieh, Peggy (1997-09-19). 「Taq MutSタンパク質のNH2末端領域とヘテロ二本鎖DNAの主溝との光架橋 *」 . Journal of Biological Chemistry . 272 (38): 23811– 23817. doi : 10.1074/jbc.272.38.23811 . ISSN 0021-9258 . PMID 9295328 .  
  11. ^ Yamamoto, A. (2000-09-15). 「大腸菌MutSタンパク質によるDNA結合とミスマッチ修復におけるPhe36の必要性」 . Nucleic Acids Research . 28 (18): 3564– 3569. doi : 10.1093/nar/28.18.3564 . PMC 110738. PMID 10982877 .  
  12. ^ Bowers, Jayson; Sokolsky, Tanya; Quach, Tony; Alani, Eric (1999-06-04). 「Saccharomyces cerevisiae MSH2-MSH6複合体のMSH6サブユニットの変異がミスマッチ認識を阻害する」 . Journal of Biological Chemistry . 274 (23): 16115– 16125. doi : 10.1074/jbc.274.23.16115 . ISSN 0021-9258 . PMID 10347163 .  
  13. ^ Dufner, Patrick; Marra, Giancarlo; Räschle, Markus; Jiricny, Josef (2000-11-24). 「hMutSαのミスマッチ認識およびDNA依存性ATPase活性刺激は、hMSH6サブユニットの単一変異によって阻害される*」 . Journal of Biological Chemistry . 275 (47): 36550– 36555. doi : 10.1074/jbc.M005987200 . ISSN 0021-9258 . PMID 10938287 .  
この記事には、パブリックドメインのPfamおよびInterPro : IPR007695のテキストが組み込まれています。
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