MutS è una proteina di riparazione del DNA con mismatch, originariamente descritta in Escherichia coli.

strutture / ECOD

RCSB PDB; PDBe; PDBj

riassunto della struttura

MutS_I
La struttura di cristallo di E. coli MutS che si lega al DNA con un a:a mismatch
Identificatori
Simbolo	MutS_I
Pfam	PF01624
InterPro	IPR007695
SMART	MUTSd
PROSITE	PDOC00388
SCOP2	1ng9 / SCOPe / SUPFAM
		Strutture proteiche disponibili:		Pfam	PDB	PDBsum

La riparazione degli errori contribuisce alla fedeltà complessiva della replicazione del DNA ed è essenziale per combattere gli effetti negativi dei danni al genoma. Comporta la correzione delle coppie di basi non corrispondenti che sono state mancate dall’elemento di correzione (frammento Klenow) del complesso della DNA polimerasi. Il Mismatch Repair System (MMRS) post-replicativo di Escherichia coli coinvolge le proteine MutS (Mutator S), MutL e MutH, e agisce per correggere le mutazioni puntiformi o i piccoli loop di inserzione/delezione prodotti durante la replicazione del DNA.

MutS e MutL sono coinvolti nella prevenzione della ricombinazione tra sequenze di DNA parzialmente omologhe. L’assemblaggio di MMRS è iniziato da MutS, che riconosce e si lega ai nucleotidi malridotti e permette un’ulteriore azione di MutL e MutH per eliminare una porzione di filamento di DNA appena sintetizzato contenente la base malridotta. MutS può anche collaborare con le metiltransferasi nella riparazione del danno da O(6)-metilguanina, che altrimenti si accoppierebbe con la timina durante la replicazione per creare un mismatch O(6)mG:T. MutS esiste come dimero, dove i due monomeri hanno conformazioni diverse e formano un eterodimero a livello strutturale. Solo un monomero riconosce il mismatch in modo specifico e ha l’ADP legato. I domini non specifici di legame al DNA della scanalatura maggiore di entrambi i monomeri abbracciano il DNA in una struttura simile a un morsetto. Il legame del mismatch induce l’assorbimento di ATP e un cambiamento conformazionale nella proteina MutS, con il risultato di un morsetto che si trasloca sul DNA.

MutS è una proteina modulare con una struttura complessa, ed è composta da:

• dominio N-terminale di riconoscimento del mismatch, che è simile nella struttura alla endonucleasi tRNA.
• Dominio connettore, che è simile nella struttura alla risolvitrice della giunzione di Holliday ruvC.
• Dominio nucleo, che è composto da due sottodomini separati che si uniscono per formare un fascio elicoidale; dall’interno del dominio nucleo, due eliche agiscono come leve che si estendono verso (ma non toccano) il DNA.
• Dominio clamp, che è inserito tra i due sottodomini del dominio core in cima alle eliche di leva; il dominio clamp ha una struttura beta-sheet.
• Dominio ATPase (collegato al dominio core), che ha un classico motivo Walker A.
• Dominio HTH (helix-turn-helix), che è coinvolto nei contatti dei dimeri.

Omologhi di MutS sono stati trovati in molte specie tra cui eucarioti (proteine MSH 1, 2, 3, 4, 5 e 6), archei e batteri, e insieme queste proteine sono state raggruppate nella famiglia MutS. Anche se molte di queste proteine hanno attività simili al MutS di E. coli, c’è una significativa diversità di funzione tra i membri della famiglia MutS. Questa diversità si vede anche all’interno delle specie, dove molte specie codificano più omologhi MutS con funzioni distinte. Gli omologhi interspecie possono essere sorti attraverso il frequente trasferimento genico orizzontale antico di MutS (e MutL) dai batteri agli archei e agli eucarioti attraverso gli antenati endosimbiotici dei mitocondri e dei cloroplasti.

Questa voce rappresenta il dominio N-terminale delle proteine della famiglia MutS delle proteine di riparazione del DNA mismatch, così come le proteine strettamente correlate. Il dominio N-terminale di MutS è responsabile del riconoscimento dei mismatch e forma un beta-sheet misto a 6 filamenti circondato da tre alfa-eliche, che è simile alla struttura dell’endonucleasi tRNA. Il lievito MSH3, le proteine batteriche coinvolte nella riparazione dei mismatch del DNA e il prodotto proteico previsto del gene Rep-3 del topo condividono un’ampia somiglianza di sequenza. MSH umana è stata implicata nel carcinoma colorettale non poliposico (HNPCC) ed è una proteina legante il mismatch.