Publicatie: *Cel*

Auteurs: Shweta Pandey, Maria T. Marians en Zemer Gitai

Samenvatting:

Het bacteriële replicatieve helicase, DnaB, is een sleutelenzym dat DNA-replicatie initieert. Het wikkelt de dubbelstrengige DNA-helix af en scheidt de twee strengen zodat ze door DNA-polymerasen kunnen worden gekopieerd. Het structurele mechanisme waarmee DnaB de DNA-duplex opent, is echter nog niet volledig begrepen.

In een nieuwe studie gepubliceerd in *Cell* hebben onderzoekers van Princeton University het structurele mechanisme geïdentificeerd waarmee DnaB de DNA-duplex opent. Ze gebruikten cryo-elektronenmicroscopie om beelden vast te leggen van DnaB gebonden aan DNA in verschillende stadia van het openingsproces. Uit deze beelden bleek dat DnaB een reeks conformationele veranderingen ondergaat waardoor het het DNA kan omcirkelen en zich tussen de twee strengen kan vastklemmen.

De bevindingen van de onderzoekers bieden nieuwe inzichten in het moleculaire mechanisme van DNA-replicatie en kunnen helpen nieuwe doelwitten voor antibiotica te identificeren.

Belangrijkste bevindingen:

* DnaB ondergaat een reeks conformationele veranderingen waardoor het het DNA kan omcirkelen en zich tussen de twee strengen kan vastklemmen.

* De eerste conformationele verandering betreft het openen van een klemachtige structuur die het DNA op zijn plaats houdt.

* De tweede conformationele verandering betreft de invoeging van een wigvormig domein tussen de twee DNA-strengen.

*Deze conformationele veranderingen zorgen ervoor dat DnaB de DNA-helix kan afwikkelen en de twee strengen kan scheiden, zodat ze door DNA-polymerasen kunnen worden gekopieerd.

Betekenis:

De bevindingen van de onderzoekers bieden nieuwe inzichten in het moleculaire mechanisme van DNA-replicatie en kunnen helpen nieuwe doelwitten voor antibiotica te identificeren. DNA-replicatie is een essentieel proces voor alle levende organismen en is een doelwit voor veel antibiotica. Door het moleculaire mechanisme van DnaB te begrijpen, kunnen onderzoekers mogelijk nieuwe antibiotica ontwikkelen die zich op dit enzym richten en de DNA-replicatie remmen.

Bovendien kunnen de bevindingen van de onderzoekers ook helpen begrijpen hoe andere helicasen DNA-duplexen openen. Helicasen zijn een klasse enzymen die verantwoordelijk zijn voor het afwikkelen van DNA- en RNA-duplexen. Ze spelen een rol in veel cellulaire processen, waaronder DNA-replicatie, transcriptie en reparatie. Het begrijpen van het moleculaire mechanisme van DnaB zou inzicht kunnen verschaffen in de mechanismen van andere helicasen en zou kunnen helpen nieuwe doelwitten te identificeren voor geneesmiddelen die zich op deze enzymen richten.