Ku je dimerni proteinski kompleks koji se vezuje za DNK dvolančani prekid krajeva i potreban je za nehomologno spajanje kraja (NHEJ) puta popravka DNK . Ku je evolucijski konzererviranvan od bakterija do ljudi. Bakterijski predački Ku je homodimer (dvije međusobno vezane kopije istog proteina). Eukariotski Ku je heterodimer dva polipeptida, Ku70 (XRCC6) i Ku80 (XRCC5); nazvan je tako zbog molekulske težine ljudskih Ku proteina je oko 70 kDa i 80 kDa. Dvije podjedinice Ku formiraju strukturu u obliku korpe koja se navlači na DNK-kraj. Jednom vezan, Ku može kliziti niz DNK lanac, omogućavajući više Ku molekula da se navuče na kraj . Kod viših eukariota, Ku formira kompleks sa DNK-zavisnom protein kinaznom katalitskom podjedinicom (DNA-PKcs), kako bi formirao punu DNK-ovisnu protein-kinazu, DNK-PK. Smatra se da Ku funkcionira kao molekulska skela za koju se mogu vezati drugi proteini uključeni u NHEJ, usmjeravajući prekid dvostrukog lanca za ligaciju.
Proteini Ku70 i Ku80 sastoje se od po tri strukturna domena. N-krajev domen je alfa/beta domen. Ovaj domen daje samo mali doprinos interfejsu dimera. Domen se sastoji od šestolančanog beta-lista Rossmannovog nabora. Centralni domen Ku70 i Ku80 je DNK-vezujući beta-barelski domen. Ku ostvaruje samo nekoliko kontakata sa šećerno-fosfatnom okosnicom, a nijedan sa DNK-bazama, ali se sterno uklapa u glavni i mali žljeb, formirajući prsten koji okružuje dupleks DNK, držeći dva puna okreta DNK molekula. Formiranjem mosta između slomljenih krajeva DNK, Ku djeluje tako da strukturno podupire i poravnava krajeve DNK, da ih zaštiti od degradacije i da spriječi promiskuitetno vezivanje za neprekinuti DNK. Ku efikasno poravnava DNK, dok i dalje dozvoljava pristup polimerazama, nukleazama i ligazama slomljenim krajevima DNK kako bi promovirao spajanje krajeva. C-terminalni krak je alfa spiralni region koji obuhvata centralni beta-barelski domen suprotne podjedinice. U nekim slučajevima je četvrti domen prisutan na C-terminalu, koji se vezuje za DNK zavisnu protein kinaznu katalitsku podjedinicu.
Obje podjedinice Ku-a su eksperimentalno nokautirane kod miševa. Ovi miševi pokazuju hromosomsku nestabilnost, što ukazuje da je NHEJ važan za održavanje genoma.
U mnogim organizmima, Ku ima dodatne funkcije na telomerama, pored svoje uloge u popravci DNK.
Čini se da je obilnost Ku80 povezana sa dugovječnošću vrste.
Starenje Mutantni miševi defektni u Ku70 i Ku80, ili dvostruki mutantni miševi s nedostatkom i Ku70 i Ku80 pokazuju rano starenje. Srednji životni vijek tri mutantna soja miševa bio je sličan jedan drugom, oko 37 sedmica, u poređenju sa 108 sedmica za kontrolu divljeg tipa. Ispitano je šest specifičnih znakova starenja, a utvrđeno je da tri mutantna miša pokazuju iste znakove starenja kao kontrolni miševi, ali u mnogo ranijoj dobi. Incidencija raka nije povećana kod mutantnih miševa. Ovi rezultati sugeriraju da je funkcija Ku važna za osiguranje dugovječnosti i da NHEJ put popravke DNK (posredovan Ku-om) ima ključnu ulogu u popravljanju dvolančanih prekida DNK koji bi inače uzrokovao rano starenje.Bernstein H, Payne CM, Bernstein C, Garewal H, Dvorak K (2008). "Cancer and aging as consequences of un-repaired DNA damage". In: New Research on DNA Damages (Editors: Honoka Kimura and Aoi Suzuki) Nova Science Publishers, New York, Chapter 1, pp. 1-47. open access, but read only https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=43247
Biljke Ku70 i Ku80 su također eksperimentalno okarakterizirani u biljkama, gdje se čini da imaju sličnu ulogu kao kod drugih eukariota. U riži se pokazalo da supresija bilo kojeg proteina potiče homolognu rekombinaciju (HR) Ovaj efekt je iskorišćen da se poboljša efikasnost genskog ciljanja (GT) u Arabidopsis thaliana. U studiji je učestalost GT-a zasnovanog na HR uz korištenje nukleaze cinkovog prsta (ZFN) povećana do šesnaest puta kod mutanata ku70. Ovaj rezultat ima obećavajuće implikacije za uređivanje genoma kod eukariota jer su DSB mehanizmi popravka visoko konzervirani. Značajna razlika je u tome što kod biljaka Ku također učestvuje u održavanju alternativne morfologije telomera koju karakteriziraju tupi krajevi ili kratki (≤ 3-nt) 3’ prevjesi. Ova funkcija je nezavisna od uloge Ku-a u popravljanju DSB-a, jer se pokazalo da uklanjanje sposobnosti kompleksa Ku da se translocira duž DNK konzr+ervira telomere sa tupim krajevima dok ometa popravak DNK.
i Archaea Bakterije obično imaju samo jedan Ku gen (ako ga uopće imaju). Neobično, Mesorhizobium loti ima dva, mlr9624 i mlr9623.
Arheje obično takođe imaju samo jedan Ku gen (za ~4% vrsta koje ga uopće imaju). Evolucijska povijest je zamagljena opsežnim horizontalnim prijenosom gena s bakterijama.
Bakterijski i arhejski Ku proteini se razlikuju od svojih eukariotskih parnjaka po tome što imaju samo centralni domen beta-barela.
Ime Ime 'Ku' je izvedeno od prezimena japanskog pacijenta kod kojeg je otkriven.
Reference
Vanjski linkovi
Kategorija:Proteinske porodice Kategorija:Popravak DNK Kategorija:Proteinski domeni Kategorija:Vezujući proteini DNK Kategorija:Geni na hromosomu 2 Kategorija:Geni na hromosomu 22