加工性

分子生物学および生化学において、 処理能力は、「基質を放出することなく連続した反応」を触媒する酵素の能力です。

たとえば、プロセッシビティは、テンプレートストランドとの結合イベントごとに、DNAポリメラーゼなどのポリメラーゼ酵素によって追加されるヌクレオチドの平均数です。ポリメラーゼのテンプレートへの結合はDNA合成の律速段階であるため、細胞周期のS期におけるDNA複製の全体的な速度は、複製を実行するDNAポリメラーゼの処理能力に依存します。 DNAクランプタンパク質は、DNA複製機構に不可欠なコンポーネントであり、関連するポリメラーゼの処理能力を向上させる働きをします。一部のポリメラーゼは、テンプレートストランドから解離する前に、成長中のDNAストランドに50,000ヌクレオチド以上を追加し、1秒あたり最大1,000ヌクレオチドの複製速度を与えます。

DNA結合相互作用

ポリメラーゼはDNAのリン酸骨格および副溝と相互作用するため、それらの相互作用は特定のヌクレオチド配列に依存しません。結合は、DNAと比meta的に手形のDNAポリメラーゼ分子の「親指」および「パーム」ドメインとの間の静電相互作用によって主に媒介されます。ヌクレオチドを追加した後、DNA配列に沿ってポリメラーゼが進むと、副溝との相互作用は解離しますが、リン酸骨格との相互作用はより安定したままで、次のヌクレオチドの副溝への迅速な再結合を可能にします。

DNAとの相互作用は、DNAクランプタンパク質によっても促進されます。DNAクランプタンパク質は、複製フォークで結合するDNAを完全に取り囲む多量体タンパク質です。それらの中心孔はDNA鎖と周囲の水分子を受け入れるのに十分な大きさであり、それによりクランプがDNAから解離することなく、またトロイド形状を維持するタンパク質間相互作用を緩めることなく、DNAに沿ってスライドできます。 DNAクランプに関連付けられている場合、DNAポリメラーゼは劇的に処理能力が高くなります。クランプなしでは、ほとんどのポリメラーゼはわずか約100ヌクレオチドの処理能力しかありません。ポリメラーゼとクランプの間の相互作用は、ポリメラーゼとDNAの間の相互作用よりも持続的です。したがって、ポリメラーゼがDNAから解離するとき、それはまだクランプに結合されており、DNAと迅速に再結合することができます。そのようなDNAクランプの例は、 S。cervesiaeに見られるPCNA（増殖細胞核抗原） です 。

ポリメラーゼの処理能力

複数のDNAポリメラーゼは、DNA複製プロセスにおいて特殊な役割を果たします。単一の複製フォークからゲノム全体を複製する大腸菌では、ポリメラーゼDNA Pol IIIは主にDNA複製の原因となる酵素であり、非常に高い処理能力で複製複合体を形成します。関連するDNA Pol Iはエキソヌクレアーゼ活性を有し、DNA合成を開始するために使用されるRNAプライマーを分解する働きをします。次に、Pol Iは、以前にRNAフラグメントにハイブリダイズした短いDNAフラグメントを合成します。したがって、Pol Iは、Pol IIIよりもはるかに少ないプロセスです。なぜなら、DNA複製におけるその主な機能は、いくつかの非常に長い領域ではなく、多くの短いDNA領域を作成するからです。

DNAポリメラーゼの多様性が非常に高い真核生物では、低プロセッシビティ開始酵素はPolαと呼ばれ、高プロセシビティ伸長酵素はPolδとPolεです。原核生物と真核生物の両方は、開始から伸長への移行を行うために、結合したポリメラーゼを「取引」しなければなりません。このプロセスはポリメラーゼスイッチングと呼ばれます。