《自然》杂志近日在线发表由中国科学院生物物理研究所研究员刘迎芳领导的研究组和南开大学饶子和院士领导的南开大学—清华大学—生物物理所联合研究组,共同完成的一项有关禽流感病毒聚合酶结构的研究,、揭示出流感病毒聚合酶关键部分PA亚基与PB1多肽复合体的精细三维结构,填补了禽流感病毒聚合酶结构领域研究的空白。这一结构的解析,为研究禽流感病毒的复制机制,以及设计抗流感病毒的药物提供了真实可用的模型。据介绍,流感病毒基因组含有8个RNA片段,已知可以编码11种病毒蛋白质。其中,由PA、PB1和PB2这3个亚基组成的聚合酶复合体是负责病毒基因组RNA复制以及病毒mRNA转录的关键组分,同时由于它的高度保守性、低突变率,成为抗流感病毒药物设计的重要靶点。多年来的研究认为,PB1是病毒RNA聚合酶的催化亚基,负责病毒RNA的复制以及转录;PB2是负责以一种称为“Snatch”的方式夺取宿主mRNA的CAP帽子结构用于病毒mRNA转录;而PA亚基不但参与病毒复制过程,而且还参与病毒RNA转录、内切核酸酶活性、具有蛋白酶活性以及参与病毒粒子组装等多种病毒活动过程,因而在整个聚合酶复合体的研究中显得格外重要。
拓扑异构酶和解旋酶: 拓扑异构酶是具有活性核酸酶和连接酶的酶。这些酶能够改变DNA的拓扑特性。它们中的一些通过切割DNA螺旋并允许其旋转,降低其超螺旋程度,然后通过连接酶将两端连接。另一方面,其它拓扑异构酶能够在连接断裂的DNA链之前,切断螺旋,并允许第二个螺旋通过断裂部位。拓扑异构酶是许多涉及DNA的过程所必需的,例如DNA复制和转录 [18] 。 螺旋酶是能够利用核苷三磷酸中存在的化学能的蛋白质,尤其是ATP,以破坏核碱基之间形成的氢键,从而允许DNA的双螺旋打开成单链。聚合酶:聚合酶是从核苷三磷酸合成多核苷酸链的酶。它们通过向链上存在的先前核苷酸的3'-OH添加核苷酸起作用。因此,所有聚合酶都以5' - 3'方向起作用。DNA复制需要DNA依赖的DNA聚合酶,实现DNA序列的完美拷贝。有些DNA聚合酶具有校对功能,能够检测含氮碱基之间的错配错误并激活3'或5'外切核酸酶作用以去除不正确的碱基 [19] 。 在大多数生物体中,DNA聚合酶在称为replisoma的较大蛋白质复合物中起作用,该复合体由许多酶例如解旋酶组成 [20] 。 RNA依赖的DNA聚合酶是使用RNA片段作为模板合成DNA的特殊类聚合酶,包括逆转录酶(一种参与逆转录病毒感染的病毒酶)和端粒酶(它是端粒复制所必需的) [21] 。 与DNA依赖性DNA聚合酶一样,这些RNA依赖的DNA聚合酶也在由辅助分子和调节分子组成的广泛蛋白质复合物中起作用 [22] 。 应用领域 法医鉴定 通常从血液、皮肤、唾液、头发和其它组织和体液中分离DNA,以识别罪犯或犯罪行为。常用的遗传指纹识别。该技术比较重复DNA的可变区段的长度,例如短串联重复序列和小卫星,它们在个体之间有不同。因此,检查中的两个DNA样品之间的比较不是基于对整个DNA序列的分析,而是仅基于这些重复序列部分。事实上,两个没有血缘关系的个体间99.9%的DNA序列是相同的。这种方法通常非常可靠,但犯罪现场被其他人的DNA污染时,对罪犯的识别会很复杂 [23] 。 这种方法由英国遗传学家Sir Alec Jeffreys于1984年开发。遗传指纹识别也可用于识别群体性事件的受害者。 未经同意采集DNA的行为称为基因盗窃。 基因工程 现代生物学和生物化学大量使用DNA。术语重组DNA是指人工构建和组装的DNA片段。它们可以以质粒的形式或通过其它类型的