DNA複製のための個別の編集エキソヌクレアーゼ：大腸菌DNAポリメラーゼIIIホロエンザイムのエプシロンサブユニット

大腸菌のDNAポリメラーゼIII（Poliii）ホロエンザイムは、他の原核生物DNAポリメラーゼが共有する特性であるポリメラーゼ活性に加えて、3 ' - 5'エキソヌクレアーゼ（「編集」）活性を持っています。重合活性は、DNAE遺伝子の産物である大きなアルファサブユニットによって運ばれます。in vivoでのDNA複製の忠実度とin vitroでアッセイされた3 '--- 5'エキソヌクレアーゼの活性に影響を与える変異は、Epsilonサブユニットを指定するDNAQ遺伝子に見られます。Epsilonが3 ' - 5'エキソヌクレアーゼ活性を持っているかどうかを判断するために、過剰生産プロトコルを使用して、Poliii Holoenzymeの他のサブユニットとは別にEpsilonを精製しました。イプシロンは、アルファ、イプシロン、およびシータサブユニットで構成されるpoliiiホロエンザイムのサブアセンブリであるPoliiiコアと区別できない3 ' - 5'エキソヌクレアーゼ活性を持っていることがわかります。Poliii Holoenzymeの編集および重合活性は、大腸菌のDNAポリメラーゼIおよびファージT4のDNAポリメラーゼとは対照的に、異なるサブユニットに存在すると結論付けています。この機能的な分離は、重合とは無関係にエクソヌクレリティック編集の調節を提供し、複製の忠実度の細胞制御を可能にする可能性があります。

DNA polymerase III (polIII) holoenzyme of Escherichia coli has 3'----5' exonuclease ("editing") activity in addition to its polymerase activity, a property shared by other prokaryotic DNA polymerases. The polymerization activity is carried by the large alpha subunit, the product of the dnaE gene. Mutations affecting the fidelity of DNA replication in vivo and the activity of 3'----5' exonuclease assayed in vitro are found in the dnaQ gene, which specifies the epsilon subunit. To determine whether epsilon carries the 3'----5' exonuclease activity, we have used an overproduction protocol to purify epsilon separately from the other subunits of polIII holoenzyme. We find that epsilon has 3'----5' exonuclease activity indistinguishable from that of polIII core, the subassembly of polIII holoenzyme consisting of the alpha, epsilon, and theta subunits. We conclude that the editing and polymerization activities of polIII holoenzyme reside on distinct subunits, in contrast to DNA polymerase I of E. coli and DNA polymerase of phage T4. This functional separation may provide for regulation of exonucleolytic editing independently of polymerization, allowing cellular control of replication fidelity.