摘要
真核生物的复制型解旋酶是MCM2-7复合物，但其本身没有解旋活性。MCM与另外两个蛋白—Cdc45和GINS构成的、被称为CMG的复合物是解旋酶的活性形式。古菌编码结构较为简单的MCM和GINS。极端嗜热古菌—硫化叶菌的MCM是由单一亚基构成的同六聚体;而GINS是两个不同亚基以2∶2比例形成的四聚体。本论文研究了硫磺矿硫化叶菌GINS对MCM活性的调节机制。 本文首先探讨了硫化叶菌GINS结合DNA的能力。凝胶阻滞实验显示，与其他已知古菌的GINS不同，硫化叶菌GINS可以结合DNA。GINS对单链DNA的亲和力高于对双链DNA的亲和力，并且，在结合单链DNA时，表现出碱基偏好，即对由嘧啶碱基组成的单链DNA的亲和力高于对由嘌呤碱基组成的单链DNA。另外，GINS结合具有5'端单链尾巴的双链DNA的能力强于其结合具有3'端单链尾巴的双链DNA的能力，推测其能够沿5'-3'方向移动。分析了硫化叶菌GINS对MCM活性的影响及其机制。硫化叶菌GINS对MCM的ATPase活性没有可检测的影响，但能够增强MCM与DNA的结合，促进MCM的解旋酶活性和连续性，提示GINS通过影响MCM与底物DNA的结合调控MCM的活性。进一步的研究表明，GINS对MCM结合DNA的促进作用依赖于其自身的DNA结合能力，而且，GINS，MCM与DNA底物可以形成复合物。荧光共振能量转移（FRET）实验表明，GINS与MCM可以有序地结合到分叉DNA底物上。由于MCM能够结合单链DNA并沿3'-5'方向移动，表现出与GINS相反的DNA结合极性，因此，MCM与GINS可以分别结合具有分叉结构DNA的3'和5'端单链尾巴。据此推测，GINS和MCM分别与复制叉处的两条单链DNA结合，GINS通过与DNA的结合及与MCM的相互作用稳定MCM与DNA的结合，促进MCM的解旋活性和连续性。
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