關鍵區別-細菌轉座酶與逆轉錄病毒整合酶

可運輸的遺傳物質在進化過程中有兩個主要的策略：從基因組內部和基因組之間的一個區域轉移到下一個區域。一種方法是在形成DNA分子之前置換RNA分子，而另一種方法涉及DNA中間產物。轉座酶和病毒整合酶就是這種轉座遺傳物質的例子。細菌轉座酶結合到轉座子的末端，並通過各種機制促進轉座子移動到基因組的另一部分。逆轉錄病毒整合酶是幫助逆轉錄病毒（如HIV）的遺傳物質整合到它感染的宿主細胞的遺傳物質（DNA）中的酶。這是細菌轉座酶和逆轉錄病毒整合酶之間的關鍵區別。

目錄

1. 概述和主要區別
2. 什麼是細菌轉座酶
3. 什麼是逆轉錄病毒整合酶
4. 細菌轉座酶與逆轉錄病毒整合酶的相似性
5. 並列比較-細菌轉座酶與逆轉錄病毒整合酶的表格形式
6. 摘要

什麼是細菌轉座(bacterial transposases)？

轉座子酶是一種結合在轉座子末端的酶，通過各種機制促進轉座子移動到基因組另一部分的催化作用。這種機制包括“剪切粘貼機制”和“複製轉置機制”。轉座酶是通過克隆Tn3轉座子所需的酶而首次引入的。轉座基因元件在基因組之間或從一個位點到另一個位點的轉移，已經使用了兩種重要的策略。一種策略是在合成DNA拷貝之前通過RNA的中間產物進行轉運，而另一種策略是單獨與DNA中間產物結合。參與兩種元素整合的重組反應是由於元素特**酶而發生的。因此，在DNA元素的實例中，這些酶被稱為轉座酶，而在RNA元素的實例中，它們被稱為整合酶。

當比較兩種換位策略之間的差異時，**的過程在化學上似乎是相同的。但是，最近的證據表明，在形成一個活性位點的氨基酸序列區域，即DDE基序，在整合機制上有某些相似之處。目前共有5個轉座子科被分類，但隨著轉座子新性狀的增加，轉座子家族的數量仍在增加。這些家族包括DDE轉座酶、酪氨酸（Y）轉座酶、絲氨酸（S）轉座酶、滾圈轉座酶、逆轉錄酶/核酸內切酶（RT/En）等。這些家族利用獨特的催化機制來破壞和重新連接DNA。DDE轉座酶參與了原轉座子的剪切粘貼機制，攜帶三組保守氨基酸：天冬氨酸（D）、天冬氨酸（D）和穀氨酸（E）。酪氨酸轉座酶也通過利用酪氨酸殘基參與剪切-粘貼機制，這是一個位點特**的過程。

圖01：細菌轉座酶

絲氨酸轉座酶包括一個環狀DNA的中間產物，與上述家族一樣執行剪切和粘貼機制。滾圈轉座酶參與複製機制，單鏈通過DNA複製直接複製到靶位點。這確保模板鏈和複製鏈有一個新合成的鏈。逆轉錄酶/核酸內切酶轉座酶具有多種轉座機制。

什麼是逆轉錄病毒整合酶(retroviral integrases)？

在逆轉錄病毒整合酶的背景下，它被認為是一種逆轉錄病毒酶，幫助整合逆轉錄病毒的遺傳物質，如艾滋病毒感染細胞的遺傳物質（DNA）。這些逆轉錄病毒整合酶通常與噬菌體整合酶混淆。噬菌體整合酶的例子是λ噬菌體整合酶。但這些是完全不同的酶，不應該混淆。在逆轉錄病毒前整合複合物的形成中，逆轉錄病毒整合酶起主要作用。逆轉錄病毒整合酶蛋白通常由三（03）個典型結構域組成。這些域通過靈活的鏈接器連接。

這三個結構域包括一個N端鋅結合域，其中三個螺旋束通過Zn2+陽離子的參與而連接和穩定，RNase H摺疊催化核心結構域和C末端DNA結合域（SH3摺疊）。通過研究和生化結構信息，提示逆轉錄病毒整合酶具有二聚體（四聚體）的功能。在多聚和病毒DNA結合的背景下，逆轉錄病毒整合酶蛋白的所有三個結構域。逆轉錄病毒整合酶的主要功能是將其遺傳物質**宿主DNA。這一步是HIV病毒複製過程中最關鍵的一步。一旦成功整合，它將在細胞的剩餘生命中存在於染色體DNA中。

圖02：逆轉錄病毒整合酶

因此，集成後，單元就不會返回。這些逆轉錄病毒整合酶參與催化兩個主要反應，包括3'末端處理和共價連接。在3'末端處理期間，從病毒DNA的3'端移除2-3核苷酸，以揭示病毒DNA 3'端的CA二核苷酸，在共價連接期間，處理後的3'端病毒DNA共價連接到宿主染色體DNA中。

什麼是細菌轉座酶與逆轉錄病毒整合酶的相似性(the similarity between bacterial transposases and retroviral integrases)？

• 細菌轉座酶和逆轉錄病毒整合酶都有相似的氨基酸序列。

細菌轉座(bacterial transposases)和逆轉錄病毒整合酶(retroviral integrases)的區別

總結 - 細菌轉座(bacterial transposases) vs. 逆轉錄病毒整合酶(retroviral integrases)

細菌轉座酶被認為是一種逆轉錄病毒酶，有助於將逆轉錄病毒（如HIV）的遺傳物質整合到受感染細胞的遺傳物質（DNA）中。轉座基因元件在基因組之間或從一個位點到另一個位點的轉移，已經使用了兩種重要的策略。目前共有5個轉座子科被分類，但隨著轉座子新性狀的增加，轉座子家族的數量仍在增加。逆轉錄病毒整合酶，它被認為是一種逆轉錄病毒酶，有助於將逆轉錄病毒的遺傳物質（如HIV）整合到受感染細胞的遺傳物質（DNA）中。逆轉錄病毒整合酶蛋白通常由三（03）個典型結構域組成。逆轉錄病毒整合酶的主要功能是將其遺傳物質**宿主DNA。這一步是HIV病毒複製過程中最關鍵的一步。因此，一旦細胞被整合，就沒有返回。這就是細菌轉座酶和逆轉錄病毒整合酶的區別。

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引用

1.Vigil-Stenman，Theoden等人。“波羅的海細菌中轉座酶的高丰度和表達”，《ISME期刊》，第11卷，第11期，2017年，第2611-2623頁。，doi:10.1038/i**ej.2017.114.2.Polard、P和M錢德勒。“細菌轉座酶和逆轉錄病毒整合酶”，《分子微生物學》，美國國家醫學圖書館，1995年1月。可在3.Andrake，Mark D.和Anna-Marie Skalka獲得。“逆轉錄病毒整合酶：當時和現在”，《病毒學年鑑》，第2卷，第1期，2015年9月，第241-264頁。，doi:10.1146/annurev-virology-100114-055043。
3.安德雷克，馬克·D.和安娜·瑪麗·斯卡爾卡。“逆轉錄病毒整合酶：當時和現在”，《病毒學年鑑》，第2卷，第1期，2015年9月，第241-264頁。，doi:10.1146/annurev-virology-100114-055043。