MutSはミスマッチDNA修復タンパク質で、元々は大腸菌で報告されました。
| MutS_I | ||||||
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E. coliの結晶構造です。 coliのMutSがa.のあるDNAに結合したときの結晶構造。a mismatch
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| Identifiers | ||||||
| Symbol | MutS_I | |||||
| Pfam | PF01624 | |||||
| InterPro | IPR007695 | |||||
| SMART | MUTSd | |||||
| PROSITE | PDOC00388 | SCOP2 | 1ng9 / SCOPe / SUPFAM | |||
| タンパク質構造体が利用できるようになったことです。 | Pfam | PDB | PDBsum | |||
ミスマッチ修復はDNA複製の全体の忠実性に貢献し、ゲノムへの損傷の悪影響に対処するのに必須である。 これは、DNAポリメラーゼ複合体の校正要素（Klenowフラグメント）によって見逃されたミスマッチ塩基対の修正に関与する。 大腸菌の複製後ミスマッチ修復システム（MMRS）は、MutS（Mutator S）、MutL、MutHタンパク質からなり、DNA複製の際に生じた点変異や小さな挿入/欠失ループを修正する働きをする
MutSとMutLは部分相同なDNA配列間の組み換え防止に関与している。 MMRSの形成はMutSによって開始され、MutSは誤った塩基を認識して結合し、MutLとMutHがさらに作用して新たに合成された塩基を含むDNA鎖の一部を除去することを可能にする。 MutSはまた、メチル基転移酵素と協力して、O(6)-メチルグアニンの損傷を修復することができる。この損傷は、複製中にチミンと対になってO(6)mG：Tミスマッチを形成する。 MutSは二量体として存在し、2つの単量体は異なるコンフォメーションを持ち、構造レベルではヘテロ二量体を形成している。 一方の単量体のみがミスマッチを特異的に認識し、ADPが結合している。 両単量体の非特異的な長溝DNA結合ドメインは、クランプ状の構造でDNAを包含する。 ミスマッチ結合はATPの取り込みとMutSタンパク質の構造変化を誘発し、その結果、クランプがDNA上を移動する。
MutSは複雑な構造を持つモジュールタンパク質であり、以下のものから構成されている：
- N末端のミスマッチ認識ドメインはtRNAエンドヌクレアーゼと類似した構造を持っている。
- コネクタードメイン：ホリデイジャンクションリゾルバーゼruvCに類似した構造。
- コアドメイン：2つのサブドメインが結合してらせん状の束を形成し、コアドメイン内からは2つのヘリがレバーとして働き、DNAに向かって伸びる（ただし接触しない）。
- クランプドメイン：レバーヘリ上部のコアドメインの2つのサブドメイン間に挿入されている；クランプドメインはベータシート構造をしている。
- ATPaseドメイン（コアドメインに接続）：古典的ウォーカーAモチーフを有する。
- HTH (helix-turn-helix) ドメイン、二量体接触に関与する。
MutSの相同体は真核生物（MSH1、2、3、4、5、6タンパク質）、古細菌、バクテリアなど多くの種で発見されていて、これらのタンパク質は合わせてMutSファミリーとしてグループ化されている。 これらのタンパク質の多くは大腸菌のMutSと類似の活性を持つが、MutSファミリーのメンバーには著しい機能の多様性がある。 この多様性は生物種内でも見られ、多くの生物種が異なる機能を持つ複数のMutSのホモログをコードしている。 このようなホモログは、バクテリアから古細菌や真核生物へ、ミトコンドリアや葉緑体のエンドシンバイオティクスを介した頻繁な古代の水平遺伝子移動によって生じたのかもしれない。 MutSのN末端ドメインはミスマッチの認識を担い、3つのαヘリックスに囲まれた6本鎖の混合βシートを形成し、これはtRNAエンドヌクレアーゼの構造に類似している。 酵母のMSH3、DNAミスマッチ修復に関与するバクテリアのタンパク質、マウスのRep-3遺伝子の予測されるタンパク質産物は、広範な配列類似性を有している。 ヒトのMSHは、非ポリポーシス大腸癌（HNPCC）に関与しており、ミスマッチ結合タンパク質である
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