MutS er et mismatch DNA-reparationsprotein, der oprindeligt blev beskrevet i Escherichia coli.
| MutS_I | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Krystalstrukturen af E. coli MutS, der binder sig til DNA med en a:a mismatch
|
|||||||
| Identifikatorer | |||||||
| Symbol | MutS_I | ||||||
| Pfam | PF01624 | ||||||
| InterPro | IPR007695 | ||||||
| SMART | MUTSd | ||||||
| PROSITE | PDOC00388 | ||||||
| SCOP2 | 1ng9 / SCOPe / SUPFAM | ||||||
| Afailable protein structures: | Pfam | PDB | PDBsum | ||||
Mismatch-reparation bidrager til den generelle nøjagtighed af DNA-replikation og er afgørende for bekæmpelse af de negative virkninger af skader på genomet. Det indebærer korrektion af fejlmatchede basepar, der er blevet overset af DNA-polymerase-kompleksets korrekturlæsningselement (Klenow-fragment). Escherichia coli’s post-replikative Mismatch Repair System (MMRS) omfatter proteinerne MutS (Mutator S), MutL og MutH og virker til at korrigere punktmutationer eller små indsættelses-/udslettelsessløjfer, der er produceret under DNA-replikationen.
MutS og MutL er involveret i at forhindre rekombination mellem delvist homologe DNA-sekvenser. Samlingen af MMRS initieres af MutS, som genkender og binder sig til fejlreparerede nukleotider og muliggør yderligere handling af MutL og MutH for at fjerne en del af den nyligt syntetiserede DNA-streng, der indeholder den fejlparerede base. MutS kan også samarbejde med methyltransferaser i reparationen af O(6)-methylguanin-skader, som ellers ville parre sig med thymin under replikationen for at skabe en O(6)mG:T-mismatch. MutS eksisterer som en dimer, hvor de to monomerer har forskellige konformationer og danner en heterodimer på det strukturelle niveau. Kun den ene monomer genkender specifikt mismatchen og har ADP bundet. Uspecifikke DNA-bindingsdomæner fra begge monomerer omslutter DNA’et i en klemme-lignende struktur. Mismatch-binding inducerer ATP-optagelse og en konformationsændring i MutS-proteinet, hvilket resulterer i en klemme, der translocerer på DNA.
MutS er et modulært protein med en kompleks struktur og består af:
- N-terminalt mismatch-genkendelsesdomæne, der i sin struktur ligner tRNA-endonuklease.
- Konnektordomæne, som i struktur ligner Holliday junction resolvase ruvC.
- Kernedomæne, som består af to separate subdomæner, der slutter sig sammen og danner et spiralformet bundt; inde fra kernedomænet fungerer to spiraler som løftestænger, der strækker sig mod (men ikke rører) DNA’et.
- Klemme-domæne, som er indsat mellem de to subdomæner af kerne-domænet i toppen af løftestangshelikserne; klemme-domænet har en beta-sheet-struktur.
- ATPase-domæne (forbundet med kerne-domænet), som har et klassisk Walker A-motiv.
- HTH-domæne (helix-turn-helix), som er involveret i dimerkontakter.
Homologer af MutS er fundet i mange arter, herunder eukaryoter (MSH 1, 2, 3, 4, 5 og 6-proteiner), arkæer og bakterier, og tilsammen er disse proteiner blevet grupperet i MutS-familien. Selv om mange af disse proteiner har samme aktiviteter som E. coli MutS, er der en betydelig mangfoldighed af funktioner blandt MutS-familiens medlemmer. Denne mangfoldighed ses endda inden for samme art, hvor mange arter koder for flere MutS-homologer med forskellige funktioner. Homologer mellem arter kan være opstået gennem hyppig gammel horisontal genoverførsel af MutS (og MutL) fra bakterier til arkæer og eukaryoter via endosymbiotiske forfædre af mitokondrier og kloroplaster.
Denne post repræsenterer det N-terminale domæne af proteiner i MutS-familien af DNA-mismatch-reparationsproteiner samt nært beslægtede proteiner. Det N-terminale domæne af MutS er ansvarlig for mismatchgenkendelse og danner et 6-strenget blandet beta-ark omgivet af tre alfa-helicer, som ligner strukturen af tRNA-endonuklease. Gær MSH3, bakterieproteiner, der er involveret i reparation af DNA-mismatch, og det forudsagte proteinprodukt fra Rep-3-genet fra musen har stor sekvensmæssig lighed. Human MSH er blevet inddraget i ikke-polyposis colorectal carcinoma (HNPCC) og er et mismatchbindende protein.