Pif1解旋酶家族功能的研究进展王攀
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Key words： Pif1； Rrm3； Pfh1p； Helicase； DNA replication
从很多种资源中 纯 化 出 来 的，包括杆状病毒感染的 Sf9 昆虫细 胞［5］、大 肠 埃 希 菌［7］ 或酵母菌线粒体膜对此蛋白 的过 量 表 达［6］。 不 同 于 其 他 Pif1 家族解螺旋酶，ScPif1 是可 溶 的 并 且 相 当 容 易 纯化。
关键词： Pif1； Rrm3； Pfh1p； 解螺旋酶； DNA 复制
粒体 定 位 信 号 导 入 线 粒体［5］。
ScPif1 的相对分子质量 为 98 × 103 ，并且依赖 ATP 和 Mg2 + 解 链 方 向 为 5'-3'［5-6］。
生化研究中用到的 ScPif1 是
Research Progress of the Pif1 Helicase Family Functions WANG Pan，GU Yong-qing． （ School of Medicine，Shihezi University，Shihezi 832000，China）
Abstract： Helicases are ubiquitous enzymes found in all organisms necessary for all （ or virtually all） aspects of nucleic acid metabolism． The Pif1 helicase family is a group of 5'-3' directed，ATP-dependent， found in nearly all eukaryotes． Here is to make a review on the discovery，evolution，and currently known facts about these enzymes in Saccharomyces cerevisiae（ ScPif1 and ScRrm3 ） ，Schizosaccha-romyces pombe （ SpPfh1） ，Trypanosoma brucei（ Tbple1，2，5，and 8） ，mice （ mPif1） ，and humans （ hPif1 ） ． Pif1 helicases variously affect telomeric，ribosomal，and mitochondrial DNA replication，as well as Okazaki fragment maturation，and in at least some cases affect these processes by using their helicase activity to disrupt stable nucleoprotein complexes． While the functions of these enzymes vary within and between organisms，it is evident that Pif1 family helicases are crucial for both nuclear and mitochondrial genome maintenance．
医学综述 2013 年 1 月第 19 卷第 2 期 Medical Recapitulate，Jan． 2013，Vol． 19，No． 2
·219·
Pif1 解旋酶家族功能的研究进展
中图分类号： R34； R55
王 攀△ （ 综述） ，顾永清※ （ 审校）
（ 新疆石河子大学医学院，新疆 石河子 832000）
解螺旋 酶 在 所 有 生 物 体 都 广 泛 存 在，参 与 几 乎 所有的核酸代谢过程。Pif1 解旋酶家族存在于所有 的真核生物中，具有 5'-3'方向活性，且依赖 ATP。解 旋酶根据其模序不同可分为超级家族Ⅰ和Ⅱ，Pif1 解 旋酶家族属于超级家族Ⅰ。1983 年，酿酒酵母 Pif1 基因被分离出来［1］，并且最终确定酿酒酵母 Pif1 蛋 白（ ScPif1） 为解旋酶［2］，对解旋酶 Pif1 家族的研究主 要集中在其维持细胞核和线粒体基因组稳定性方面 的作用。在 酵 母 菌、寄 生 虫 及 哺 乳 动 物 中 均 有 对 ScPif1 和其同源蛋白的研究。 1 酿酒酵母 Pif1 蛋白
酿酒酵母 Pif1 蛋白是 Pif1 家族解旋酶的创始成 员，在 筛 选 影 响 线 粒 体 DNA 的 基 因 时 被 首 次 发 现［1］，后来在筛 选 影 响 端 粒 的 突 变 因 素 时 也 发 现 了 酿酒酵母 Pif1 蛋白，表明其在细胞核中也有作用［3］。 线粒体和细胞核的两个 Pif1 基因亚型都是从单一的 酿酒酵母 Pif1 基因开放阅读框表达的，但翻译起始 位点不同。线粒体定位信号位于第一和第二翻译起 始位点之间［4］，在线粒体 Pif1 从第一起始点开始翻 译。蛋白质印迹实验检测分析两种异构体： 较大的 亚型对应核细胞； 略小的亚型对应线粒体，能切断线
文献标识码： A
文章编号： 1006-2084（ 2013） 02-0219-03
பைடு நூலகம்
doi： 10． 3969 / j． issn． 1006-2084． 2013． 02． 009
摘要： 解旋酶是一种所有生物体都广泛存在的酶，对于几乎所有的核酸代谢都是必需的。Pif1 解旋酶家族存在于所有的真核生物，是 5'-3'方向依赖 ATP 的解旋酶。Pif1 解旋酶影响端粒、核糖体 和线粒体的 DNA 复制以及冈崎片段的成熟，其影响机制很多是利用其解螺旋活性破坏核蛋白复合 体的稳定性。不同的生物 Pif1 解旋酶功能不同，但其对细胞核和线粒体基因组稳定性的维持是非常 重要的。目前已知，酿酒酵母（ ScPif1 和 ScRrm3） 、裂殖酵母（ SpPfh1） 、布氏锥虫（ TbPIF1、2、5、8） 、小 鼠（ mPif1） 和人类（ hPif1） 均属于 Pifl 解旋酶家族，现对上述 Pifl 解旋酶进行综述。
从很多种资源中 纯 化 出 来 的，包括杆状病毒感染的 Sf9 昆虫细 胞［5］、大 肠 埃 希 菌［7］ 或酵母菌线粒体膜对此蛋白 的过 量 表 达［6］。 不 同 于 其 他 Pif1 家族解螺旋酶，ScPif1 是可 溶 的 并 且 相 当 容 易 纯化。
关键词： Pif1； Rrm3； Pfh1p； 解螺旋酶； DNA 复制
粒体 定 位 信 号 导 入 线 粒体［5］。
ScPif1 的相对分子质量 为 98 × 103 ，并且依赖 ATP 和 Mg2 + 解 链 方 向 为 5'-3'［5-6］。
生化研究中用到的 ScPif1 是
Research Progress of the Pif1 Helicase Family Functions WANG Pan，GU Yong-qing． （ School of Medicine，Shihezi University，Shihezi 832000，China）
Abstract： Helicases are ubiquitous enzymes found in all organisms necessary for all （ or virtually all） aspects of nucleic acid metabolism． The Pif1 helicase family is a group of 5'-3' directed，ATP-dependent， found in nearly all eukaryotes． Here is to make a review on the discovery，evolution，and currently known facts about these enzymes in Saccharomyces cerevisiae（ ScPif1 and ScRrm3 ） ，Schizosaccha-romyces pombe （ SpPfh1） ，Trypanosoma brucei（ Tbple1，2，5，and 8） ，mice （ mPif1） ，and humans （ hPif1 ） ． Pif1 helicases variously affect telomeric，ribosomal，and mitochondrial DNA replication，as well as Okazaki fragment maturation，and in at least some cases affect these processes by using their helicase activity to disrupt stable nucleoprotein complexes． While the functions of these enzymes vary within and between organisms，it is evident that Pif1 family helicases are crucial for both nuclear and mitochondrial genome maintenance．
医学综述 2013 年 1 月第 19 卷第 2 期 Medical Recapitulate，Jan． 2013，Vol． 19，No． 2
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Pif1 解旋酶家族功能的研究进展
中图分类号： R34； R55
王 攀△ （ 综述） ，顾永清※ （ 审校）
（ 新疆石河子大学医学院，新疆 石河子 832000）
解螺旋 酶 在 所 有 生 物 体 都 广 泛 存 在，参 与 几 乎 所有的核酸代谢过程。Pif1 解旋酶家族存在于所有 的真核生物中，具有 5'-3'方向活性，且依赖 ATP。解 旋酶根据其模序不同可分为超级家族Ⅰ和Ⅱ，Pif1 解 旋酶家族属于超级家族Ⅰ。1983 年，酿酒酵母 Pif1 基因被分离出来［1］，并且最终确定酿酒酵母 Pif1 蛋 白（ ScPif1） 为解旋酶［2］，对解旋酶 Pif1 家族的研究主 要集中在其维持细胞核和线粒体基因组稳定性方面 的作用。在 酵 母 菌、寄 生 虫 及 哺 乳 动 物 中 均 有 对 ScPif1 和其同源蛋白的研究。 1 酿酒酵母 Pif1 蛋白
酿酒酵母 Pif1 蛋白是 Pif1 家族解旋酶的创始成 员，在 筛 选 影 响 线 粒 体 DNA 的 基 因 时 被 首 次 发 现［1］，后来在筛 选 影 响 端 粒 的 突 变 因 素 时 也 发 现 了 酿酒酵母 Pif1 蛋白，表明其在细胞核中也有作用［3］。 线粒体和细胞核的两个 Pif1 基因亚型都是从单一的 酿酒酵母 Pif1 基因开放阅读框表达的，但翻译起始 位点不同。线粒体定位信号位于第一和第二翻译起 始位点之间［4］，在线粒体 Pif1 从第一起始点开始翻 译。蛋白质印迹实验检测分析两种异构体： 较大的 亚型对应核细胞； 略小的亚型对应线粒体，能切断线
文献标识码： A
文章编号： 1006-2084（ 2013） 02-0219-03
பைடு நூலகம்
doi： 10． 3969 / j． issn． 1006-2084． 2013． 02． 009
摘要： 解旋酶是一种所有生物体都广泛存在的酶，对于几乎所有的核酸代谢都是必需的。Pif1 解旋酶家族存在于所有的真核生物，是 5'-3'方向依赖 ATP 的解旋酶。Pif1 解旋酶影响端粒、核糖体 和线粒体的 DNA 复制以及冈崎片段的成熟，其影响机制很多是利用其解螺旋活性破坏核蛋白复合 体的稳定性。不同的生物 Pif1 解旋酶功能不同，但其对细胞核和线粒体基因组稳定性的维持是非常 重要的。目前已知，酿酒酵母（ ScPif1 和 ScRrm3） 、裂殖酵母（ SpPfh1） 、布氏锥虫（ TbPIF1、2、5、8） 、小 鼠（ mPif1） 和人类（ hPif1） 均属于 Pifl 解旋酶家族，现对上述 Pifl 解旋酶进行综述。