Helikas

Molekylstruktur för ett helikas hos Escherichia coli

Helikas är en grupp enzymer som finns hos alla levande organismer. Helikaser är motorproteiner som rör sig längs nukleinsyrors fosfodiester-ryggrad och vars funktion är att separera två sammanlänkade strängar (exempelvis hos DNA eller RNA) och på så vis öppna upp helix-strukturen.

Omkring en procent av eukaryota gener kodar för helikaser.[1] Det mänskliga genomet kodar för 95 olika helikaser: 64 RNA-helikaser och 31 DNA-helikaser.[2] Många cellulära processer, såsom DNA-replikation, transkription, translation, rekombination, DNA-reparation och syntes av ribosomer, använder sig av helikaser för att kunna separera nukleinsyrasträngarna.

Funktion

Helikas verkningsmekanism i DNA-replikationen. Helikas = helicase, blå triangel.

Helikas används för att separera dubbelsträngade DNA-molekyler eller ihopkopplade RNA-molekyler genom att använda energin från ATP-hydrolys, vilket är en process där vätebindningar mellan sammankopplade nukleotidbaser bryts. Helikas eliminerar även nukleinsyra-associerade proteiner och katalyserar homolog DNA-rekombinationen.[3] RNA-splitsning, RNA-transport, RNA-editering och RNA-degradering faciliteras av helikaser.[3] Helikaser rör sig stegvis längs en nukleinsyrasträng i en viss riktning och processivitet som är specifik för varje enskilt enzym.

Historia

DNA-helikaser upptäcktes i E. coli år 1976. Detta helikas beskrevs som ett "DNA-separationsenzym" som "denaturerar DNA-duplexer genom ATP-beroende reaktioner".[4] Det första eukaryotiska DNA-helikaset upptäcktes 1978 i liljor.[5] Sedan dess har DNA-helikaser upptäckts i och isolerats från andra bakterier, virus, jäst, flugor och högre eukaryoter.[6] Åtminstone 14 olika helikaser har isolerats från encelliga organismer, 6 helikaser från bakteriofager, 12 från virus, 15 från jäst, 8 från växter, 11 från kalvthymus och omkring 25 helikaser har isolerats från människoceller.[7]

  • 1976 - Upptäckt och isolering av DNA-helikas från E. coli.[4]
  • 1978 - Upptäckt av den första eukaryotiska DNA-helikaset, isolerad från lilja.[5]
  • 1985 - Det första däggdjurs-DNA-helikaset isoleras från kalvthymus.[8]
  • 1990 - Isolering av DNA-helikas från människa.[9]
  • 1992 - Isolering av det första rapporterade mitokondriella DNA-helikaset.[10]
  • 2002 - Isolering och karakterisering av den första DNA-helikaset från malariaparasiten Plasmodium cynomolgi.[11]

Referenser

  1. ^ Wu Y (2012). ”Unwinding and rewinding: double faces of helicase?”. J Nucleic Acids 2012: sid. 1–14. doi:10.1155/2012/140601. PMID 22888405. 
  2. ^ ”Genome-wide comprehensive analysis of human helicases”. Commun Integr Biol 4 (1): sid. 118–37. January 2011. doi:10.4161/cib.13844. PMID 21509200. 
  3. ^ [a b] Patel, S. S.; Donmez, I (2006). ”Mechanisms of Helicases”. Journal of Biological Chemistry 281 (27): sid. 18265–18268. doi:10.1074/jbc.R600008200. ISSN 0021-9258. PMID 16670085. 
  4. ^ [a b] ”Enzymic unwinding of DNA. 2. Chain separation by an ATP-dependent DNA unwinding enzyme”. Eur. J. Biochem. 65 (2): sid. 441–9. June 1976. doi:10.1111/j.1432-1033.1976.tb10359.x. PMID 133023. 
  5. ^ [a b] ”DNA unwinding protein from meiotic cells of Lilium”. Biochemistry 17 (10): sid. 1872–80. May 1978. doi:10.1021/bi00603a011. PMID 207302. 
  6. ^ ”Bacteriophage T4 gene 41 protein, required for the synthesis of RNA primers, is also a DNA helicase.”. J. Biol. Chem. 257 (20): sid. 12426–34. October 1982. PMID 6288720. 
  7. ^ ”Prokaryotic and eukaryotic DNA helicases. Essential molecular motor proteins for cellular machinery”. Eur. J. Biochem. 271 (10): sid. 1835–48. May 2004. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04093.x. PMID 15128294. 
  8. ^ ”Mammalian DNA helicase”. Nucleic Acids Res 13 (15): sid. 5471–5483. 1985. doi:10.1093/nar/13.15.5471. PMID 3162158. 
  9. ^ ”A DNA helicase from human cells”. Nucleic Acids Res. 18 (23): sid. 6785–92. December 1990. doi:10.1093/nar/18.23.6785. PMID 1702201. 
  10. ^ ”DNA helicase from mammalian mitochondria”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89 (18): sid. 8562–6. September 1992. doi:10.1073/pnas.89.18.8562. PMID 1326759. Bibcode: 1992PNAS...89.8562H. 
  11. ^ ”Isolation and characterization of an eIF-4A homologue from Plasmodium cynomolgi”. Mol. Biochem. Parasitol. 124 (1–2): sid. 79–83. 2002. doi:10.1016/S0166-6851(02)00205-0. PMID 12387853.