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ぎゃく转录酶

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重定しげさだこうぎゃく转录
ぎゃく转录酶
HIVぎゃく转录酶あきらからだがく结构[1]
鑑定かんてい
しるべRVT_1
PfamPF00078旧版きゅうばん
InterProえいInterProIPR000477
PROSITEえいPROSITEPS50878
SCOPえいStructural Classification of Proteins1hmv / SUPFAM
赖于RNAてきDNA聚合酶

(RNA-dependent DNA polymerase,RDDP)

识别码
ECへんごう 2.7.7.49
CASごう 9068-38-6
かずすえ
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PRIAMえいPRIAM_enzyme-specific_profiles がいじゅつ
PDB RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
もといん本体ほんたい AmiGO / EGO

ぎゃく转录酶ぜんしょう赖于RNAてきDNA聚合酶[2]一类存在于部分RNA病毒びょうどくちゅう具有ぐゆうぎゃく转录活性かっせいのう单链RNA为模ばん合成ごうせいDNAてきゆかりぎゃく转录酶催化ぎゃく转录合成ごうせいてきDNAしょう互補DNA(cDNA)。

通常つうじょうじょう况下,细胞内的ないてき转录以DNA为模ばん合成ごうせいRNAてき所得しょとくRNA为しん使RNA(mRNA)きょう蛋白たんぱく合成ごうせいさくばんよう。而在部分ぶぶんRNA病毒びょうどくちゅうよう实现自身じしんてき扩增,必须具有ぐゆうDNA,いん此先ゆかりRNAぎゃく转录合成ごうせいcDNAさいよしcDNA转录RNA。

逆轉ぎゃくてんろく酶可よう逆轉ぎゃくてんろく聚合酶鏈しき反應はんのうはたRNA轉變てんぺんためDNA擴增,以獲得かくとくぼう生物せいぶつたい表現ひょうげんRNAてき序列じょれつ

這些かつ因子いんしかいはた反轉はんてんろく病毒びょうどくうらてきたんまたRNAてん化成かせいそうまたcDNAなみ且將插入そうにゅう宿主しゅくしゅ細胞さいぼうてきもといんうらざいいちだん時間じかん繁殖はんしょくあいどうてき反應はんのうこう泛的應用おうようざい實驗じっけんしつ中將ちゅうじょうRNA轉換てんかんなりDNA如分子ぶんしかつたかしRNAはかじょ聚合酶鏈反應はんのう(PCR),あるDNAほろ陣列じんれつ良好りょうこうてき反轉はんてんろく研究けんきゅう物質ぶっしつ包含ほうがん:

发现

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反轉はんてんろく酶是ざい美國びくに斯康ぼし大學だいがくむぎすすむへりくだ分校ぶんこうなかてきろうにくこぶ病毒びょうどくゆかり霍华とく·马丁·とくあきら發現はつげんてき[3]なみ且1970ざいあさしょう理工りこう學院がくいんゆかり戴维·ともえ尔的獨立どくりつしたがえりょうたねRNAしゅこぶ病毒びょうどく:R-MLVえいmurine leukemia virus以及さいいちろうにくこぶ病毒びょうどくちゅう分離ぶんり出來でき[4]よし於這些成就じょうじゅ兩人りょうにんざい1975ねん共同きょうどう獲得かくとくりょう诺贝尔生理学せいりがくある医学いがく罗纳たく·もり尔贝

反轉はんてんろく這種そうほういんため違背いはいりょう分子生物學ぶんしせいぶつがく中心ちゅうしん法則ほうそくそくDNAてんろくなりRNA再轉さいてんやくなり蛋白質たんぱくしつてき過程かていいん非常ひじょう受到歡迎かんげいしか而,ざい1970とう科學かがく霍华とく·马丁·とくあきら戴维·ともえ尔的兩人りょうにん各自かくじしたがえちゅう發現はつげん反轉はんてんろくてき反應はんのうはた命名めいめいため反轉はんてんろく酶,此種反轉はんてんろくてきせいざい當時とうじてき主流しゅりゅう接受せつじゅ[5]

病毒びょうどくてきこうのう

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反轉はんてんろく酶在反轉はんてんろく病毒びょうどくうらようらいざい複製ふくせい以及へん碼的反應はんのう過程かていちゅう反轉はんてんろくRNA病毒びょうどくぞう反轉はんてんろく病毒びょうどく利用りよう該酵もとはた們的RNAもといんぐみ轉換てんかんなりDNA,さいしょう該DNAおくいたり宿主しゅくしゅ細胞さいぼうちゅうなみ且和宿主しゅくしゅ細胞さいぼうてきもといんぐみいちおこり進行しんこう複製ふくせい反轉はんてんろくDNA病毒びょうどくぞう嗜肝DNA病毒びょうどく以在ぐみそうはたRNAとうさくばん製造せいぞうDNA。HIV藉由此酵もと感染かんせん人類じんるいわかぼつゆう反轉はんてんろく酶,這些病毒びょうどくてきもといんぐみ不能ふのう宿主しゅくしゅ細胞さいぼう結合けつごうしん而導致複せい失敗しっぱい

反轉はんてんろくてき過程かてい

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反轉はんてんろく酶從RNAばんちゅう製造せいぞうたんまたDNA。ざい缺乏けつぼうDNA-dependent DNA聚合酶的病毒びょうどくちゅうそうまたDNAてき製造せいぞう經由けいゆ宿主しゅくしゅへんDNA聚合酶δでるた完成かんせい過程かていちゅう可能かのうかいはた病毒びょうどくてきDNA-RNA引子誤認ごにんなみ且藉よし引子じょ類似るいじてきせい合成ごうせいそうまたDNA,而在しんてき合成ごうせいてきDNAそくだいりょうきゅうゆうてきRNAばん反轉はんてんろくてき過程かていてき錯誤さくごりつ很高,いん此在せい驟中突變ゆう很大てき機會きかいかい發生はっせい。這種突變てき現象げんしょう可能かのうかい形成けいせい病毒びょうどくてきこうくすりせい

反轉はんてんろく病毒びょうどくてき反轉はんてんろく

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反轉はんてんろく病毒びょうどくあるしょうVIssRNA-RT病毒びょうどくようDNAとう作中さくちゅうあいだ產物さんぶつてきRNA反轉はんてんろく病毒びょうどく們的もといんぐみ通常つうじょうよし兩個りゃんこせい感知かんち且有5’はしぼう3’はし聚線苷酸てきたんまたRNA。反轉はんてんろく酶如人類じんるい免疫めんえき缺乏けつぼう病毒びょうどくHIV和人わじんるいT淋巴りんぱ細胞さいぼう病毒びょうどくHTLVえいHTLVざい細胞さいぼうしつちゅう製造せいぞうそうまたDNAてき過程かていゆう以下いか[6]

  1. よし特殊とくしゅ細胞さいぼうてきtRNAとうさく引子,なみ且和互補てき病毒びょうどくもといんぐみ進行しんこう雜交ざっこうしょうため引子黏接あるPBS。
  2. 互補DNAせっらい病毒びょうどくRNAてきU5(へん碼區)RざいRNAてき兩邊りょうへんまつはしてき重複じゅうふく區域くいき結合けつごう
  3. ざい反轉はんてんろく酶上てきかくとう核酸かくさん酶HかいしょうようらいうつりじょU5Rてき5’はしてきRNAくだかい
  4. 引子せっ來會らいかいとべいた病毒びょうどくもといんぐみちゅうてき3’はしなみ且和しん製造せいぞうてきいちまたDNAざいRNAじょう雜交ざっこうぐみ合成ごうせい互補てきR
  5. だいいちまた互補DNA(cDNA)かいのべてんなみ病毒びょうどくてき主要しゅようRNAかいRNAse Hくだかい
  6. 一旦いったんいちまた完成かんせいりょうだい二股就會從病毒的RNAてきいち開始かいし進行しんこう合成ごうせい
  7. せっらい另外一個引子就會跳到第二股的PBSしょあずかだいいちまた互補てきPBS進行しんこう雜交ざっこう
  8. そうまたかいのべてんなみ藉由整合せいごう併入宿主しゅくしゅ細胞さいぼう

製造せいぞうそうまたDNA也牽わたるいたまたてき轉移てんいそくしたがえいち開始かいしてきRNA dependent DNA合成ごうせい出來でき較短てきDNA轉移てんいいたり其他もといんぐみばんちゅうてき受體,而此受體せっ來會らいかい藉由反轉はんてんろく進行しんこうDNA-dependent DNAてきかつ[7]

反轉はんてんろく病毒びょうどくてきRNAざい5’はし3’はしじゅうしん排列はいれつ引子黏接ざいRNA病毒びょうどくてき位置いちてき區域くいきたたえため引物ひきもの结合てん(PBS)。PBSてき5’はししょうためU5,而PBSてき3’はししょうためりょうさき。tRNAてき引子ざい1422てきかく苷酸かいひらけ且和病毒びょうどくてきRNAあずかPBS形成けいせい鹼基たい事實じじつじょうPBSざい病毒びょうどくてきRNAてき5’はしじょう正常せいじょうてきいんため反轉はんてんろく酶是したがえ3’はし合成ごうせいDNA,方向ほうこう5’いた3’(相對そうたい於RNAばん)。よし此引反轉はんてんろく必須ひっすざい病毒びょうどくてきRNAてき3’はしためりょう成功せいこうてき將之まさゆきじゅうしん定位ていい需要じゅよう許多きょたてき驟以及酵もと包含ほうがんDNA聚合酶,RNAse H以及やめかいひらけてきてき聚合苷酸らい參與さんよ反應はんのう[8]

HIVてき反轉はんてんろく酶也ゆうかくとう核酸かくさんもちいらいかつ目的もくてきはたざい合成ごうせいcDNAてき過程かてい中將ちゅうじょう病毒びょうどくてきRNAくだかい,如同DNA赖的DNA聚合酶はたcDNAまた合成ごうせいため無意義むいぎてきDNAらい組成そせい病毒びょうどくてきそうまたDNA中間なかまさんぶつ(vDNA)。[9]

ざいかく生物せいぶつ

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くだり複製ふくせいかく細胞さいぼうてき延長えんちょうもといんぐみたたえため反轉はんてんろくうたて,藉由反轉はんてんろく酶去うつりじょRNAてき其中いち位置いち們在植物しょくぶつ動物どうぶつちゅうてきもといんぐみちゅう大量たいりょう發現はつげんはしつぶ另外いちしゅ反轉はんてんろく酶,ざい許多きょたかく生物せいぶつぞうゆう自己じこてきRNAばんてき人類じんるいちゅう發現はつげん,這些RNAかいようとうさくDNA複製ふくせいてきばん[10]

在原ありわらかく生物せいぶつ

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反轉はんてんろく酶亦したがえ細菌さいきんてきRetron msr RNAsえいRetron msr RNA一種いっしゅ特殊とくしゅてきかただんよし反轉はんてんろく酶編碼,且拿らい合成ごうせいmsDNAえいmsDNA合成ごうせいDNA需要じゅよう引子。ざい細菌さいきんうら,引子てき合成ごうせいざい複製ふくせいてき過程かていちゅう製造せいぞう[11]

構造こうぞう

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反轉はんてんろく包含ほうがんRNA-dependent DNA聚合酶かずDNA-polymerase DNA聚合酶,兩者りょうしゃ一起用來表現轉錄的過程。ざいいち開始かいしてんろく因子いんしちゅう反轉はんてんろく病毒びょうどくてき反轉はんてんろく酶有RNase H家族かぞくてき重要じゅうよう區域くいき

複製ふくせいしん

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反轉はんてんろく病毒びょうどくてき生活せいかつ中有ちゅううさんしゅ不同ふどうてき複製ふくせい系統けいとうだいいちしゅ反轉はんてんろく酶從病毒びょうどくてきRNA合成ごうせい病毒びょうどくてきDNA,しん而製づくり出新いでしんてき互補DNA。だい二種複製方式則是在宿主細胞的DNA聚合酶開始かいし複製ふくせい黏合じょうてき病毒びょうどくDNA,RNA聚合酶II就會はたはら病毒びょうどくてきDNAてんろく成之しげゆき病毒びょうどく顆粒かりゅう包裝ほうそうざいいちおこりてきRNA。よし此,突變以在這些驟中發生はっせい[12]

反轉はんてんろく酶在はたRNA變成へんせいDNAゆう很高てき錯誤さくごりつぞう其他てきDNA聚合酶ぼつゆう校正こうせいてきこうのう。這種較高てき錯誤さくごりつ相對そうたい於有校正こうせいてき複製ふくせい過程かてい促進そくしん突變てき累積るいせき一般いっぱんめんじょうゆかりPromegaえいPromega購買こうばいいたてき反轉はんてんろく酶,せつざいAMV中有ちゅううごと17000鹼基就有いち突變てき,而在M-MLVちゅうごと30000鹼基就有いち突變てき[13]

じょりょう創造そうぞうたんかく甘酸かんさんてきもといん多樣たようせいがい反轉はんてんろく酶也ざいいち些步驟初級しょきゅう產物さんぶつ融合ゆうごうえいtranscript fusionあるそと顯子あきこじゅうぐみえいexon shufflingなみ且做人造じんぞうてきはんよしRNAてんろく產物さんぶつ[14][15]這種“ばんてきせつかわ推測すいそく,這種以完せいてきざいからだ內中進行しんこう反應はんのうてき反轉はんてんろく酶,通常つうじょうゆうちょ以找ざいしき生物せいぶつちゅうすう千個未註明的轉錄產物。[16]

應用おうよう

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zidovudine(AZT)よう抑制よくせいHIV逆轉ぎゃくてんろく酶的藥物やくぶつてき分子ぶんし結構けっこう

こう病毒びょうどく藥物やくぶつ

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さらゆうせきこう病毒びょうどく藥物やくぶつてきほそぶし,請參照さんしょう反轉はんてんろく抑制よくせいざいとうHIV利用りよう反轉はんてんろく酶將もといんてき物質ぶっしつ複製ふくせいなみ且產せい出新いでしんてき病毒びょうどく部分ぶぶん反轉はんてんろく病毒びょうどくてき增殖ぞうしょくけん),特殊とくしゅてき藥物やくぶつ設計せっけいなりようらい阻斷反轉はんてんろく酶反おうてき過程かていなみ抑制よくせい反轉はんてんろく病毒びょうどくてき生長せいちょう,這些藥物やくぶつしょうさく反轉はんてんろく抑制よくせいざい包含ほうがんかくあま以及かく甘酸かんさん相似そうじてき物質ぶっしつひとしおっとじょうおっと),ひしげ米夫よねおじょうはくじょう),かず非核ひかくあま抑制よくせいざい奈韋ひしげひらた(維樂いのち)。

分子生物學ぶんしせいぶつがく

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さらゆうせき分子生物學ぶんしせいぶつがくまとほそぶし,請參照さんしょう反轉はんてんろく聚合酶鏈反應はんのう反轉はんてんろく酶常ようらい應用おうようざい聚合酶鏈反應はんのう這種研究けんきゅう方式ほうしきちゅう,以RNAためぬしてき技術ぎじゅつしょうさく反轉はんてんろく聚合酶鏈反應はんのう(RT-PCR)。典型てんけいてきPCR技術ぎじゅつただのうようらいようざいDNAうえただしゆうちょ反轉はんてんろく酶的幫助,RNAまた以被反轉はんてんろくなるDNA,いん此使PCR分析ぶんせきRNA分子ぶんし反轉はんてんろく酶也同時どうじ應用おうようざいしたがえMRNA製作せいさくcDNAもといんめんじょうかいてきいたてき反轉はんてんろく通常つうじょうざい分子ぶんし生物せいぶつかいうら改良かいりょうてき。其他酵素こうそ科學かがくようらい進行しんこう複製ふくせいあるもの定義ていぎRNA。

反轉はんてんろく酶也拿來ようざい胰島もとてき製作せいさく。藉由はたかく細胞さいぼうてき胰島もとてきmRNA反轉はんてんろく注入ちゅうにゅう細菌さいきんちゅう,mRNA就可以插入そうにゅう原生げんせい生物せいぶつてきもといんぐみうら大量たいりょうてき胰島もと就可製造せいぞう可用かようだいしたがえ豬隻てき胰島萃取とうてき傳統でんとう方式ほうしき 直接ちょくせつはたかく細胞さいぼうてきDNA注入ちゅうにゅういた細菌さいきんてき染色せんしょくしつうらざいかく細胞さいぼうmRNAてき生產せいさん過程かていちゅうじょ內含なみ提供ていきょういち適當てきとうてきばん反轉はんてんろく酶將RNAじゅうしん編成へんせいDNAいん此可以拿らいかずはじめいんぐみ黏合。

まいり

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参考さんこう文献ぶんけん

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  4. ^ Baltimore D. RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature. June 1970, 226 (5252): 1209–11. PMID 4316300. doi:10.1038/2261209a0. 
  5. ^ Central dogma reversed. Nature. June 1970, 226 (5252): 1198–9. PMID 5422595. doi:10.1038/2261198a0. 
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  12. ^ Bbenek K, Kunkel AT. The fidelity of retroviral reverse transcriptases. Skalka, M. A., Goff, P. S. (编). Reverse transcriptase. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1993: 85. ISBN 0-87969-382-7. 
  13. ^ Promega kit instruction manual (1999) 互联网档あんてきそんそん档日2006-11-21.
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外部がいぶ連結れんけつ

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