嗜热菌PIF1解旋酶的生化活性研究

摘要

小整合频率1(petite integration frequency 1,PIF1)解旋酶广泛存在于生物体内,在核酸的代谢过程中发挥着重要作用。近年来,人们已经报道了多种PIF1解旋酶的生化活性及三维结构,但对极端环境下细菌的PIF1解旋酶的报道仍较少。本文利用多种生物化学与生物物理学技术,对黄石热脱硫弧菌PIF1(Ty.PIF1)解旋酶进行了多方面研究。通过原核表达纯化系统,获得了纯度90%以上,均一性好的Ty.PIF1蛋白。Ty.PIF1在溶液中为单体,分子量约为60 kD。Ty.PIF1具有很高的热稳定性,在65℃以下时,二级结构保持稳定,大于70℃时,二级结构才会发生改变。Ty.PIF1在体外最适解旋温度为45℃,并非黄石热脱硫弧菌生存的最适温度,预示着Ty.PIF1在体内发挥活性时,可能需要其他辅助因子的参与。Ty.PIF1的酶活力温度范围较宽,在20~55℃均具有解旋活性,在55℃能解旋预示了Ty.PIF1具有耐热特性。Ty.PIF1偏向于同含有单链的底物结合,但对单链长度有一定要求,其长度至少大于4 nt;Ty.PIF1也会较好地结合无单链尾链的G4结构,说明Ty.PIF1可能有专门结合G4结构的区域。Ty.PIF1能解开一系列带有5′-单链尾链的类似于复制中间体的底物,且对底物结构有一定的偏好性;Ty.PIF1也可以解开含有G4结构的底物,DNA-RNA杂交链、RNA-loop结构,预示着Ty.PIF1在生物体内有着多种生物学功能。Ty.PIF1解旋带有不同长度5′-单链尾链的双链底物时,尾链长度越长,解旋速率越快,预示着Ty.PIF1可能与Sc.PIF1一样有着较低的解旋持续性。本文将Ty.PIF1的生化活性与其它物种的PIF1解旋酶进行了比较,找出了其中的共性与差异,加深了人们对嗜热菌PIF1解旋酶的认识,为今后研究其它极端环境微生物的PIF1解旋酶提供了一些思路。