Автор: Суздаленко Анна
Резольваза структуры Холлидея Hjc- эндонуклеаза, разрешающая при гомологичной рекомбинации структуры Холлидея, делая двуцепочечные разрывы, и, в результате, создавая "липкие" концы ДНК для дальнейшего лигирования. Хотя у прокариот нет кроссинговера с половым процессом, гомологичная рекомбинация часто происходит при репарации ДНК. Hjc ингибирует работу хеликазы Hjm[1].
Интересно, что резольвазы структур Холлидея могут встречаться и у бактериофагов. Помимо увеличения разнообразия в своей ДНК перед упаковкой в капсид, структуры Холлидея нужны некоторым вирусам для создания нарушений в кодирующих последовательностях хозяина[2].
Белок был получен из археи Sulfurisphaera tokodaii из типа Crenarchaeota. Её порядок Sulfolobales был описан самым первым в классе Thermoprotei (Stetter 1989). Хоть архея и термоацидофил с оптимальной температурой роста 80С, GC состав у неё всего лишь 32,8%. Sulfurisphaera tokodaii уникальна в том, что на 3 конце большинства тРНК у неё нет CCA участка, который свойственнен прокариотам.[3]
| RecName: | Holliday junction resolvase Hjc | |
|---|---|---|
| Uniprot ID | HJC_SULTO | |
| Uniprot AC | F9VND5 | |
| EMBL | BA000023 | |
| PDB | 2EO0 | |
| Длина | 144 аминокислот | |
| Молекулярная масса | 16336 Да | |
| Описанная часть последовательности | "A/B=2-144" | из чего следует, что описан полностью, не считая самого начала (первые 3 аминокислоты в Uniprot и PDB не совпадают[4]). |
| Запрос в Uniprot | Количество организмов в выдаче |
|---|---|
| annotation:(type:function "holliday junction") taxonomy:archaea | 715 |
| annotation:(type:function "holliday junction") taxonomy:bacteria NOT taxonomy:archaea | 132276 |
| annotation:(type:function ribosome) taxonomy:archaea | 31041 |
| annotation:(type:function ribosome) taxonomy:bacteria NOT taxonomy:archaea | 1045896 |
Если принять, что количество белков с функциями, связанными с рибосомами, пропорционально числу отсеквенированных организмов со своими белками, то по невыясненным причинам структуры Холлидея встечаются относительно в 5,5 раз чаще у архей, нежели у бактерий.
| Кластер | ID |
|---|---|
| UniRef100 | UniRef100_F9VND5 |
| UniRef90 | UniRef90_F9VND5 |
| UniRef50 | UniRef50_Q7LXU0 |
Изучаемый белок не имеет в Uniref-100 идентичных фрагментов или копий.
В кластере 90% он является representative, seed же гипотетическая резольваза структур Холлидея из той же бактерии (отличается от нашего лишь со 2ой по 5ой вставленными аминокислотами, из чего следует, что это может быть лишь артефактный сиквенс того же белка). Также в этом кластере есть резольваза структур Холлидея из архебактерии того же рода - Sulfurisphaera ohwakuensis, и hjc из Sulfolobus sp., археи из того же семейства и из того же местообитания - кислых горячих источников.
В кластере 50% имеется 53 белка, и исследуемая резольваза не seed и не representative. Большинство находок в этом кластере принадлежит также археям из порядка Sulfolobales.
Для сравнения протеомов в качестве референсного взяли протеом Cenarchaeum symbiosum - хорошо изученной археи из группы Thaumarchaeota, которая является сестринской по отношению к Crenarchaeota[5]. Thaumarchaeota - тип архей, состоящий в основном из окислителей аммония[6], в то время как многие хорошо описанные Crenarchaeota являются серными термоацидофилами, кем и является Sulfurisphaera tokodaii.
| Количества.. | Sulfurisphaera tokodaii | Cenarchaeum symbiosum |
|---|---|---|
| (Proteome ID) | UP000001015 | UP000000758 |
| Общее белков | 2805 | 2022 |
| Белков в Swissprot | 377 | 102 |
| Трансмембранных белков | 550 | 262 |
| Ферментов | 642 | 455 |
| Белков с серой в качестве кофактора | 41 | 21 |
| Запросы | |
|---|---|
| Общее белков | organism:"Sulfurisphaera tokodaii (strain DSM 16993 / JCM 10545 / NBRC 100140 / 7) (Sulfolobus tokodaii) [273063]" AND proteome:up000001015 |
| Белков в Swissprot | reviewed:yes AND organism:"Sulfurisphaera tokodaii (strain DSM 16993 / JCM 10545 / NBRC 100140 / 7) (Sulfolobus tokodaii) [273063]" AND proteome:up000001015 |
| Трансмембранных белков | annotation:(type:transmem) AND organism:"Sulfurisphaera tokodaii (strain DSM 16993 / JCM 10545 / NBRC 100140 / 7) (Sulfolobus tokodaii) [273063]" AND proteome:up000001015 |
| Ферментов | ec:* AND organism:"Sulfurisphaera tokodaii (strain DSM 16993 / JCM 10545 / NBRC 100140 / 7) (Sulfolobus tokodaii) [273063]" AND proteome:up000001015 |
| Белков с серой в качестве кофактора | cofactor:(chebi:sulfur) AND organism:"Sulfurisphaera tokodaii (strain DSM 16993 / JCM 10545 / NBRC 100140 / 7) (Sulfolobus tokodaii) [273063]" AND proteome:up000001015 |
Данные подтверждают гипотезу о том, что организмы, живущие в богатых серой местообитаниях, будут чаще использовать серу и в кофакторах по сравнению с родствениками из другой экологической группы.
1. https://www.uniprot.org/uniprot/F9VND5
2. Haley D.M. Wyatt and Stephen C. West, Holliday Junction Resolvases. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2014 Sep; 6(9): a023192.
3. Y. Kawarabayasi et al., Complete Genome Sequence of an Aerobic Thermoacidophilic Crenarchaeon, Sulfolobus tokodaii strain7. DNA Research, 2001; Volume 8, Issue 4: 123140.
4. https://www.rcsb.org/structure/2EO0
5. Cox et al., The archaebacterial origin of eukaryotes. Proc Natl Acad Sci USA, 2008; 105 (51): 20356-61.
6. Spang A et al., Distinct gene set in two different lineages of ammonia-oxidizing archaea supports the phylum Thaumarchaeota. Trends Microbiol, 2010; 18 (8): 331340.