ДНК полимераза эпсилон: функции
Ферментативные активности - ДНК-полимеразная и 3'-5'- экзонуклеазная - связаны с высокомолекулярным полипептидом, N-концевой домен которого обеспечивает обе активности, а С-концевой домен необходим для контроля вступления клетки в S-фазу цикла [ Navas Т.A. et al., 1995 ].
Особенностью холофермента ДНК-полимеразы эпсилон является его меньшая зависимость от вспомогательных факторов PCNA , RF-C и RP-A по сравнению с холоферментом ДНК-полимеразы дельта .
ДНК-полимераза эпсилон способна процессивно удлинять затравку на однонитевых матрицах в отсутствие PCNA. Репликативные факторы RF-C и RP-A слабо стимулируют полимеразную активность и процессивность ДНК- полимеразы эпсилон на однонитевой ДНК фага М13 с одиночными затравками и на поли(dА)*олиго(dТ) [ Chui G., Linn S., 1995 ]. Однако в присутствии белка RP-A , связывающего однонитевую ДНК, синтез ДНК, катализируемый ДНК-полимеразой эпсилон, становится зависимым от PCNA, RF-C и АТР. В присутствии полного набора репликативных факторов увеличивается процессивность синтеза [ Shivji M.K.K. et al., 1995 , Podust V.N. et al., 1992 , Li R. et al., 1994 ] и эффективность связывания ДНК-полимеразы эпсилон с затравками [ Maga G., Hubscher U., 1995 ]. Эти данные согласуются с представлением о том, что на ДНК-матрицах, покрытых белком RP-A, факторы PCNA, RF-C и AТР образуют "комплекс узнавания 3'-ОН-конца затравки", сходный с комплексом для ДНК-полимеразы дельта.
Участок связывания ДНК-полимеразы эпсилон в молекуле PCNA не совпадает с участком связывания ДНК-полимеразы дельта. Об этом свидетельствует тот факт, что разные мутантные формы белка PCNA - рсnа-79 и рсnа-90 - не способны взаимодействовать с ДНК-полимеразами дельта и эпсилон, соответственно. В результате у мутанта рсnа-79 нарушен синтез ДНК, катализируемый ДНК-полимеразой дельта , а у мутанта рсnа-90 - ДНК-полимеразой эпсилон [ Eissenberg J.C. et al., 1997 ].
Другое различие между холоферментами ДНК-полимераз дельта и эпсилон заключается в разной скорости синтеза ДНК. В оптимальных условиях скорость синтеза ДНК холоферментом ДНК-полимеразы эпсилон примерно на порядок ниже скорости синтеза холоферментом ДНК-полимеразы дельта [ Podust V.N. et al., 1992 ]. Это различие возможно связано с разной функцией ДНК-полимераз в репликативной вилке. Один холофермент ДНК-полимеразы дельта осуществляет быстрый и процессивный синтез лидирующей нити, используя для элонгации единственную затравку, синтезируемую ДНК-полимеразой альфа-праймазой в районе ori, и диссоциирует только по достижении конца репликона [ Tsurimoto Т. et al., 1990 ], тогда как несколько холоферментов ДНК-полимеразы дельта могут одновременно синтезировать фрагменты Оказаки в "зоне Оказаки", удлиняя затравки, синтезируемые ДНК-полимеразой альфа-праймазой в начале каждого фрагмента [ Burgers M., 1991 ]. При этом должен происходить быстрый оборот холоферментов ДНК-полимеразы эпсилон, сопровождающийся диссоциацией после завершения синтеза фрагмента и ассоциацией с затравкой очередного фрагмента. При синтезе фрагментов запаздывающей цепи, когда концентрация праймеров высока и могут синтезироваться одновременно несколько фрагментов, высокая скорость полимеризации не является, вероятно, критическим фактором. Сборка холоферментов ДНК-полимераз дельта и эпсилон на двунитевой ДНК с брешами зависит от топологии ДНК-субстратов, что согласуется с разной функцией этих холоферментов в репликативной вилке [ Podust L.M. et al., 1994 ].
Следует, однако, иметь в виду, что у высших эукариот участие ДНК- полимеразы эпсилон в синтезе запаздывающей нити не является строго доказанным. Так, репликация SV40 в бесклеточной системе проходит без участия ДНК-полимеразы эпсилон, и обе нити синтезирует ДНК-полимераза дельта (после инициирования ДНК-полимеразой альфа ).
ДНК-полимераза эпсилон входит, по-видимому, в состав репликативных комплексов, синтезирующих хромосомную ДНК, но детали ее участия остаются неизвестными [ Bambara R.A. et al., 1997 , Zlotkin Т. et al., 1996 ]. Несомненно участие ДНК-полимеразы эпсилон в контроле репликации [ Navas Т.A. et al., 1995 ] и, возможно, участие фермента в эксцизионной репарации [ Aboussekhra A. et al., 1995 , Shivji M.K.K. et al., 1995 ].
