ヒトDNAポリメラーゼによって触媒されるヌクレオチド取り込みの高忠実度に対する3 '→5'エキソヌクレアーゼ活性の有意な寄与ϵ

ほとんどの真核生物DNA複製は、AおよびB-Family DNAポリメラーゼによって行われます。これは、誤ったヌクレオチドよりも正しい正しいものを優先的に組み込む忠実なポリメラーゼ活性を持っています。さらに、多くの複製ポリメラーゼには、効率的な3 '→5'エキソヌクレアーゼ活性があり、ヌクレオチドを誤って除去します。一緒に、これらの活動は全体的な低ポリメラーゼ誤差頻度に寄与し（10（6）-10（8）取り込みに1つの誤差）、忠実な真核生物ゲノム複製をサポートします。真核生物DNAポリメラーゼϵ（polϵ）は、核ゲノム複製のための3つの主要な複製DNAポリメラーゼの1つであり、系統系合成の原因です。ここでは、ポリメラーゼと3 '→5'エキソヌクレアーゼ活性の個々の貢献を測定することにより、以前の状態の速度論的方法を採用し、ヒトpol（hpolϵ）の全体的な忠実度を決定しました。Hpolϵのポリメラーゼ活性は、ヌクレオチド取り込み速度定数と正しいヌクレオチドと比較して不正確な基礎結合親和性の両方の大幅な減少に起因する、高い塩基置換忠実度（10（-4）-10（-7））を持っています。HPOLϵの3 '→5'エキソヌクレアーゼ活性は、前例のない3.5×10（2）から1.2×10（4）倍により重合の忠実度をさらに強化します。結果として生じるhpolϵ（10（-6）-10（-11））の全体的な忠実度は、Hpolϵがヒト核ゲノムを複製する主要な酵素であると正当化します（ラウンドあたり0.1-1.0誤差）。一貫して、エキソヌクレアーゼ活性を低下させるHpolϵの体細胞変異は、変異体の表現型と癌の形成に関連しています。

Most eukaryotic DNA replication is performed by A- and B-family DNA polymerases which possess a faithful polymerase activity that preferentially incorporates correct over incorrect nucleotides. Additionally, many replicative polymerases have an efficient 3'→5' exonuclease activity that excises misincorporated nucleotides. Together, these activities contribute to overall low polymerase error frequency (one error per 10(6)-10(8) incorporations) and support faithful eukaryotic genome replication. Eukaryotic DNA polymerase ϵ (Polϵ) is one of three main replicative DNA polymerases for nuclear genomic replication and is responsible for leading strand synthesis. Here, we employed pre-steady-state kinetic methods and determined the overall fidelity of human Polϵ (hPolϵ) by measuring the individual contributions of its polymerase and 3'→5' exonuclease activities. The polymerase activity of hPolϵ has a high base substitution fidelity (10(-4)-10(-7)) resulting from large decreases in both nucleotide incorporation rate constants and ground-state binding affinities for incorrect relative to correct nucleotides. The 3'→5' exonuclease activity of hPolϵ further enhances polymerization fidelity by an unprecedented 3.5 × 10(2) to 1.2 × 10(4)-fold. The resulting overall fidelity of hPolϵ (10(-6)-10(-11)) justifies hPolϵ to be a primary enzyme to replicate human nuclear genome (0.1-1.0 error per round). Consistently, somatic mutations in hPolϵ, which decrease its exonuclease activity, are connected with mutator phenotypes and cancer formation.