Y-Family DNAポリメラーゼIVは、Benzo [A]ピレンのN2-DG付加物とは反対にDCTP挿入のDPO4よりも正確である方法

DNA損傷をバイパスするために、細胞はYファミリーDNAポリメラーゼ（DNAP）を持っています。1つのYファミリークラスには、DNAPκとDNAP IVが含まれます。これは、発がん性ベンゾ[A]ピレン（BP）からのN（2）-DG付加物の反対側のDCTPを正確に挿入します。別のクラスには、DNAPηとDNAP Vが含まれます。これは、正確に紫外線反対の反対側に挿入されますが、BP-N（2）-DGが不正確に反対です。Y-Familyクラス間の構造的な違いを調査するために、領域はDNAP IV（κ/IVクラスメンバー）とDPO4（η/Vクラスメンバー）の間で交換されます。速度論的結果は、BP-N（2）-DG含有テンプレートを使用したプライマーエクステンション研究を介して評価されます。4つの重要な構造要素が明らかになりました。（1）Y-Family DNAPは、小さな指のドメイン（LFドメイン）と触媒コアドメイン（CCドメイン）との間に慎重な非共有接触があり、これを「非共有橋」（NCB）と呼びます。DNAP IVのLF-ドメインでは、それぞれGlu251およびASP252と相互作用することにより、アクティブサイト近くのDNAP IVのCCドメインのArg37およびArg38がそれぞれ非共有橋（AS-NCB）を形成します。これらの相互作用なしでは、DATP/DGTP/DTTP誤った誤ったものが増加します。DNAP IVのAS-NCBは、DPO4の同等のAS-NCBよりも誤解を抑制します。（2）DNAP IVは、活性部位（遠位NCB）から〜8Åである2番目の非共有ブリッジを介してDATP/DGTP/DTTPの誤った誤った誤った誤った誤ったものも抑制します。DPO4には遠位NCBがなく、DATP/DGTP/DTTP抑制で劣っています。（3）DCTP挿入は、DNAP IVのアクティブサイトの近くでDPO4のアクティブサイトの近くに開く大きなマイナーグルーブによって促進されます。マイナーグルーブにある部分。（4）DPO4と比較して、DNAP IVにはより小さなメジャーグルーブ開口があり、DGTPの誤解を抑制し、Hoogsteen Syn-Adduct-DG：DGTPペアリング中の主要な溝のBP-N（2）-DGバルクを意味します。要約すると、DNAP IVには、DCTP挿入を強化するための大きなマイナーグルーブ開口部、DGTP誤動を抑制するためのプラグ付き主要な溝開口部、およびDATP/DGTP/DTTP誤った誤った誤った誤った誤った誤ったものを抑制するための2つの非共有ブリッジ（アクティブサイトの近くおよび遠位）があります。これらの4つの構造的特徴は、DPO4と比較してBP-N（2）-DG付加物と反対のDNAP IVのDNTP挿入忠実度を強化します。

To bypass DNA damage, cells have Y-Family DNA polymerases (DNAPs). One Y-Family-class includes DNAP κ and DNAP IV, which accurately insert dCTP opposite N(2)-dG adducts, including from the carcinogen benzo[a]pyrene (BP). Another class includes DNAP η and DNAP V, which insert accurately opposite UV-damage, but inaccurately opposite BP-N(2)-dG. To investigate structural differences between Y-Family-classes, regions are swapped between DNAP IV (a κ/IV-class-member) and Dpo4 (a η/V-class-member); the kinetic consequences are evaluated via primer-extension studies with a BP-N(2)-dG-containing template. Four key structural elements are revealed. (1) Y-Family DNAPs have discreet non-covalent contacts between their little finger-domain (LF-Domain) and their catalytic core-domain (CC-Domain), which we call "non-covalent bridges" (NCBs). Arg37 and Arg38 in DNAP IV's CC-Domain near the active site form a non-covalent bridge (AS-NCB) by interacting with Glu251 and Asp252, respectively, in DNAP IV's LF-Domain. Without these interactions dATP/dGTP/dTTP misinsertions increase. DNAP IV's AS-NCB suppresses misinsertions better than Dpo4's equivalent AS-NCB. (2) DNAP IV also suppresses dATP/dGTP/dTTP misinsertions via a second non-covalent bridge, which is ∼8Å from the active site (Distal-NCB). Dpo4 has no Distal-NCB, rendering it inferior at dATP/dGTP/dTTP suppression. (3) dCTP insertion is facilitated by the larger minor groove opening near the active site in DNAP IV versus Dpo4, which is sensible given that Watson/Crick-like [dCTP:BP-N(2)-dG] pairing requires the BP-moiety to be in the minor groove. (4) Compared to Dpo4, DNAP IV has a smaller major groove opening, which suppresses dGTP misinsertion, implying BP-N(2)-dG bulk in the major groove during Hoogsteen syn-adduct-dG:dGTP pairing. In summary, DNAP IV has a large minor groove opening to enhance dCTP insertion, a plugged major groove opening to suppress dGTP misinsertion, and two non-covalent bridges (near and distal to the active site) to suppress dATP/dGTP/dTTP misinsertions; collectively these four structural features enhance DNAP IV's dNTP insertion fidelity opposite a BP-N(2)-dG adduct compared to Dpo4.