Struktur einer archaealen B‐Familien‐DNA‐Polymerase in Komplex mit einem chemisch modifizierten Nukleotid

Abstract

Archaeale B‐Familien‐DNA‐Polymerasen (DNA‐Pols) sind die treibende Kraft führender biotechnologischer Anwendungen wie moderne Sequenzierungsansätze. Die Akzeptanz chemisch modifizierter Nukleotide durch DNA‐Pols ist der Schlüssel zu diesen Technologien. Bis jetzt sind keine strukturellen Daten für diese DNA‐Pols in Komplexen mit modifizierten Substraten verfügbar, die zum Verständnis der Interaktionen zwischen Enzym und chemischer Modifikation sowie der Entwicklung von Nukleotiden der nächsten Generation beitragen könnten. Dafür haben wir eine Exonuklease‐defiziente Variante des Wildtyps der B‐Familien KOD‐DNA‐Pol mit einem modifizierten Nukleotid in einem geschlossenen, ternären Komplex kristallisiert. Zum Vergleich haben wir die A‐Familien‐DNA‐Pol KlenTaq mit demselben Nukleotid kristallisiert. Die beiden Kristallstrukturen erklären wie die Modifikation in den A‐ und B‐Familien‐DNA‐Pols durch das Protein und die DNA in zwei unterschiedliche Konformationen gelenkt wird. Außerdem erlauben die Strukturen Rückschlüsse darauf, wie die jeweilige Konformation die Prozessierung des modifizierten Nukleotids beeinflusst. Insgesamt bietet diese Studie erste Einblicke wie B‐Familien‐DNA‐Pols mit relevantem modifiziertem Substrat interagieren.