POLG P54098

DNA聚合酶亚基γ-1 (EC 2.7.7.7) (3'-5'外切脱氧核糖核酸酶) (EC 3.1.11.-) (5'-脱氧核糖磷酸裂解酶) (EC 4.2.99.-) (线粒体DNA聚合酶催化亚基) (PolG-alpha)

功能描述

DNA聚合酶gamma的催化亚基，全权负责线粒体DNA (mtDNA)的复制。利用单链DNA模板、RNA引物和四种脱氧核糖核苷三磷酸作为底物，复制环状mtDNA基因组的重链和轻链 (PubMed:11477093, PubMed:11897778, PubMed:15917273, PubMed:19837034, PubMed:9558343)。具有5' -> 3'聚合酶活性。在复制叉处与TWNK和SSBP1功能相互作用，形成高持续合成能力的复制体，其中TWNK在复制前解开双链DNA模板，SSBP1覆盖亲代重链以实现整个线粒体基因组的连续复制。单个核苷酸掺入循环包括在插入位点结合进入的核苷酸、延伸引物DNA 3'末端的磷酸二酯键形成反应，以及引物末端向插入后位点的移位。在完成mtDNA一条链的复制后，介导切口处的3' -> 5'核酸外切降解，以实现正确的连接 (PubMed:11477093, PubMed:11897778, PubMed:15167897, PubMed:15917273, PubMed:19837034, PubMed:26095671, PubMed:9558343)。由于高核苷酸选择性和3' -> 5'核酸外切校对，具有极高的准确性。能熟练校正非重复序列和短重复序列中的碱基替换、单碱基插入和缺失，但在复制较长的同聚物片段时校对活性较低。对含有3'末端错配的单链DNA和双链DNA发挥核酸外切酶活性。当发生错误掺入时，从复制模式转变为促核酸水解编辑模式，并在核酸外切酶活性位点去除错误掺入的核苷。通过SN2核酸水解机制进行，其中Asp-198催化磷酸二酯键水解，Glu-200稳定离去基团。结果引物链缩短一个核苷酸，并定位于插入后位点，准备恢复DNA合成 (PubMed:10827171, PubMed:11477094, PubMed:11504725, PubMed:37202477)。发挥5'-脱氧核糖磷酸 (dRP) 裂解酶活性，并在碱基切除修复途径中介导修复相关的mtDNA合成（缺口填充）。催化从切开的无嘌呤/无嘧啶 (AP) 位点释放5'末端2-脱氧核糖-5-磷酸糖部分，产生DNA连接酶的底物。dRP裂解酶反应不需要二价金属离子，可能通过β-消除反应机制中的席夫碱中间体进行 (PubMed:9770471)。 {ECO:0000269|PubMed:10827171, ECO:0000269|PubMed:11477093, ECO:0000269|PubMed:11477094, ECO:0000269|PubMed:11504725, ECO:0000269|PubMed:11897778, ECO:0000269|PubMed:15167897, ECO:0000269|PubMed:15917273, ECO:0000269|PubMed:19837034, ECO:0000269|PubMed:26095671, ECO:0000269|PubMed:37202477, ECO:0000269|PubMed:9558343, ECO:0000269|PubMed:9770471}。

亚细胞定位

Mitochondrion