Photolyase
Kristallstruktur
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	4.1.99.3, Oxidoreduktasen
Reaktionsart	Redoxreaktion
Substrat	CPD oder (6-4)-Photoprodukt in DNA
Produkte	native DNA

Photolyasen sindEnzyme, die an der Reparatur derDNA beteiligt sind. Sie bewerkstelligen die Auflösung vonCyclobutan-Pyrimidin-Dimeren (CPD) und(6-4)-Photoprodukten, welche bei Belichtung der DNA mitultravioletter Strahlung entstehen.

Photolyasen wurden inProkaryoten,Eukaryoten sowieArchaeen gefunden. Inhöheren Säugetieren, einschließlich des Menschen, fehlen funktionsfähige Varianten dieserProteine, wohingegen sie inBeuteltieren, beispielsweise derHaus-Spitzmausbeutelratte (Monodelphis domestica) oder demKaninchenkänguruPotorous didactylus, nachgewiesen werden konnten.^[1][2]

Die Photolyase vonEscherichia coli hat einemolare Masse von 54 kDa. Der primäre Kofaktor in allen Photolyasen ist das redoxaktiveFlavin-Adenin-Dinukleotid. Zudem verfügen sie über einen Antennenkomplex, der entweder aus demPterin-Cofaktor MTHF (Methylentetrahydrofolat) oder demDesazaflavin-Kofaktor 8-HDF (8-Hydroxy-5-Desazariboflavin) besteht.

Photolyasen binden in ihremaktiven Zentrum je nach Photolyase-Klasse entweder an CPDs oder (6-4)-Photoprodukte in der DNA. Durch blaue bzw. ultraviolette Belichtung wird der Antennenkomplex angeregt und transferiert diese Anregung auf den reduziert vorliegenden Redox-Kofaktor (FADH⁻). Von diesem springt ein Elektron auf denDNA-Schaden im aktiven Zentrum, der sich dadurch auflöst. Das Flavin wird anschließend durch einen Elektronentransfer von einem Tryptophan an der Enzymoberfläche in seinen reduzierten Zustand zurückversetzt. Im Gegensatz zu anderen Reparatur-Mechanismen findet die Korrektur ohneSchneiden der DNA statt.

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1. ↑T. Kato, T. Todo, H. Ayaki, K. Ishizaki, T. Morita, S. Mitra, M. Ikenaga:Cloning of a marsupial DNA photolyase gene and the lack of related nucleotide sequences in placental mammals. In:Nucleic acids research. Band 22, Nummer 20, Oktober 1994, S. 4119–4124,PMID 7937136,PMC 331898 (freier Volltext).
2. ↑A. Yasui, A. P. Eker, S. Yasuhira, H. Yajima, T. Kobayashi, M. Takao, A. Oikawa:A new class of DNA photolyases present in various organisms including aplacental mammals. In:The EMBO journal. Band 13, Nummer 24, Dezember 1994, S. 6143–6151,PMID 7813451,PMC 395594 (freier Volltext).

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