Protein SSB hoặc protein liên kết DNA đơn băng là các protein chịu trách nhiệm ổn định, bảo vệ và duy trì tạm thời dải đơn DNA thu được từ quá trình tách DNA kép. dải trên mỗi hành động của protein helicase.
Thông tin di truyền của một sinh vật được bảo vệ và mã hóa dưới dạng DNA sợi kép. Để nó được dịch và sao chép, cần phải thư giãn và giải nén và trong quá trình này, các protein SSB tham gia.
Những protein này liên kết hợp tác với các monome khác nhau tham gia vào quá trình ổn định DNA của chúng và được tìm thấy ở cả prokaryote và eukaryote.
Các protein SSB của Escherichia coli (EcSSB), là các protein được mô tả đầu tiên thuộc loại này. Chúng được đặc trưng về chức năng và cấu trúc và vì khám phá của chúng đã được sử dụng làm mô hình nghiên cứu cho lớp protein này.
Sinh vật nhân thực có protein tương tự protein SSB của vi khuẩn, nhưng ở sinh vật nhân chuẩn, chúng được gọi là protein RPA hoặc protein sao chép A (từ tiếng Anh nhân bản Protein A) có chức năng tương tự SSB.
Kể từ khi phát hiện ra, các mô hình tính toán chức năng sinh hóa đã được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác giữa protein SSB và DNA chuỗi đơn để làm sáng tỏ chức năng của chúng trong các quá trình thiết yếu của bộ gen của các sinh vật khác nhau.
Các tính năng
Những loại protein này được tìm thấy trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và mặc dù chúng có cùng đặc tính chức năng, chúng có cấu trúc khác nhau, đặc biệt là về sự thay đổi về hình dạng của chúng, dường như đặc trưng cho từng loại protein SSB.
Các protein SSB của vi khuẩn ưa nhiệt như Thermus Aquus có những đặc điểm đáng chú ý, vì chúng có hai miền OB trong mỗi tiểu đơn vị, trong khi hầu hết các vi khuẩn chỉ có một trong số chúng trong mỗi tiểu đơn vị.
Hầu hết các protein SSB liên kết không đặc hiệu với DNA băng đơn. Tuy nhiên, sự kết hợp của mỗi SSB phụ thuộc vào cấu trúc, mức độ hợp tác, mức độ oligome hóa và các điều kiện môi trường khác nhau.
Nồng độ của các ion magiê hóa trị hai, nồng độ muối, pH, nhiệt độ, sự hiện diện của polyamines, spermidine và tinh trùng là một số điều kiện môi trường được nghiên cứu trong ống nghiệm ảnh hưởng nhất đến hoạt động của protein SSB.
Cấu trúc
Vi khuẩn sở hữu các protein SSB đồng hợp tử và mỗi tiểu đơn vị sở hữu một miền liên kết OB duy nhất. Ngược lại, protein SSB của virus, đặc biệt là của nhiều loại vi khuẩn, nói chung là đơn hoặc dimeric.
Ở đầu N của nó, protein SSB có miền liên kết DNA, trong khi đầu C của nó bao gồm chín axit amin được bảo tồn chịu trách nhiệm cho các tương tác protein-protein.
Ba dư lượng tryptophan tại các vị trí 40, 54 và 88 là dư lượng chịu trách nhiệm cho sự tương tác với DNA trong các miền liên kết. Những trung gian này không chỉ ổn định sự tương tác DNA-protein, mà còn tuyển dụng các tiểu đơn vị protein khác.
Protein SSB của E. coli đã được mô hình hóa trong các nghiên cứu tính toán và người ta đã xác định rằng nó có cấu trúc tetrameric 74 kDa và nó liên kết với DNA băng đơn nhờ vào sự tương tác hợp tác của các tiểu đơn vị khác nhau thuộc loại SSB.
Archaea cũng có protein SSB. Đây là các đơn phân và có một miền liên kết DNA hoặc miền OB.
Ở sinh vật nhân chuẩn, protein RPA, nói về mặt cấu trúc, phức tạp hơn: chúng bao gồm một chất dị hợp tử (gồm ba tiểu đơn vị khác nhau) được gọi là RPA70, RPA32 và RPA14.
Họ có ít nhất sáu miền liên kết oligonucleotide / oligosacarit, mặc dù hiện tại chỉ có bốn trong số các vị trí này được biết với độ chính xác: ba trong tiểu đơn vị RPA70 và thứ tư nằm trong tiểu đơn vị RPA32.
Chức năng
Protein SSB có chức năng chính trong việc duy trì, đóng gói và tổ chức bộ gen bằng cách bảo vệ và ổn định các chuỗi DNA đơn chuỗi vào thời điểm chúng bị phơi nhiễm bởi tác động của các enzyme khác.
Điều quan trọng cần lưu ý là các protein này không phải là protein chịu trách nhiệm tháo gỡ và mở các chuỗi DNA. Chức năng của nó chỉ bị hạn chế để ổn định DNA khi nó ở trong điều kiện của dải DNA đơn giản.
Các protein SSB này hoạt động hợp tác, vì sự kết hợp của một trong số chúng tạo điều kiện cho sự kết hợp của các protein khác (SSB hoặc không). Trong các quá trình trao đổi chất của DNA, các protein này được coi là một loại protein tiên phong hoặc protein chính.
Sự gắn kết của các protein này với DNA là chức năng chính của nó, ngoài việc ổn định các chuỗi của chuỗi DNA đơn, bảo vệ các phân tử này khỏi sự suy thoái của endonuclease loại V.
Các protein loại SSB tham gia tích cực vào các quá trình sao chép DNA của hầu như tất cả các sinh vật sống. Các protein như vậy tiến lên khi ngã ba sao chép tiến bộ và tách hai chuỗi DNA của cha mẹ để chúng ở trong điều kiện thích hợp để hoạt động như các khuôn mẫu.
Ví dụ
Ở vi khuẩn, protein SSB kích thích và ổn định chức năng protein RecA. Protein này chịu trách nhiệm sửa chữa DNA (phản ứng SOS) và quá trình tái hợp giữa các phân tử DNA sợi đơn bổ sung.
Các đột biến của E. coli bị thao túng gen để thu được các protein SSB bị khiếm khuyết nhanh chóng bị ức chế và không thực hiện hiệu quả các chức năng của chúng trong quá trình sao chép, sửa chữa và tái tổ hợp DNA.
Các protein giống như RPA kiểm soát sự tiến triển của chu kỳ tế bào trong các tế bào nhân chuẩn. Cụ thể, người ta tin rằng nồng độ tế bào của RPA4 có thể có ảnh hưởng gián tiếp đến bước sao chép DNA, nghĩa là, ở nồng độ RPA4 cao mà quá trình đó bị ức chế.
Người ta đã đề xuất rằng sự biểu hiện của RPA4 có thể ngăn chặn sự tăng sinh tế bào bằng cách ức chế sự sao chép và đóng vai trò trong việc duy trì và ghi nhãn khả năng tồn tại của các tế bào khỏe mạnh trong các sinh vật.