ДНК-полимераза: реакция образования фосфоэфирной связи
Синтез ДНК происходит в ходе таких важнейших клеточных процессов, как репликация и репарация ДНК , обратная транскрипция, генетическая рекомбинация и перенос мобильных генетических элементов. Ферменты, осуществляющие ДНК-зависимый синтез ДНК, - ДНК-полимеразы, - обнаружены во всех бактериальных, растительных и животных клетках. Основная реакция, катализируемая этими ферментами, описывается следующим уравнением:
(dNMP)n + dNTP ^^ (dNMP) "+ i+ РР,
Таким образом, ДНК-полимеразы взаимодействуют с двумя субстратами: 3'- конец растущей цепи ДНК, несущий 3'-ОН группу и спаренный с матрицей, и dNTP. Продуктами реакции являются цепь ДНК, удлиненная на один нуклеотид и комплементарная матрице, а также неорганический пирофосфат [ Lehninger ea,1993 ].
Образование фосфоэфирной связи, катализируемое ДНК-полимеразами, происходит в результате нуклеофильной атаки 3'-концевого гидроксила праймера на атом фосфора альфа-фосфатной группы dNTP. Стереохимия этого процесса была детально изучена, и к настоящему времени известно, что реакция протекает по механизму SN2 [ Краевский ea 1986 ]. Исследования, проведенные с использованием альфа- тионофосфатных аналогов dATP, показали, что в ходе образования фосфоэфирной связи происходит инверсия конфигурации при альфа-атоме фосфора [ Burgers ea 1979 , Brody ea 1981 ].
Полученные данные также свидетельствуют, что связанные с ферментом 3'-концевой нуклеотидный остаток праймера и dNTP взаимодействуют непосредственно, т. е. без образования промежуточных соединений, ковалентно связанных с ферментом [ Brody ea 1981 ].
