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Text File  |  1995-03-04  |  4.0 KB  |  81 lines
  1. *****************************************
  2. * Site-specific recombinases signatures *
  3. *****************************************
  4.  
  5. Site-specific recombination  plays  an  important role in DNA rearrangement in
  6. prokaryotic organisms.  Two types  of site-specific recombination are known to
  7. occur:
  8.  
  9.  - Recombination between  inverted repeats  resulting in the reversal of a DNA
  10.    segment.
  11.  - Recombination  between  repeat  sequences on two DNA molecules resulting in
  12.    their cointegration,  or  between  repeats on one DNA molecule resulting in
  13.    the excision of a DNA fragment.
  14.  
  15. Site-specific recombination  is  characterized by  a strand exchange mechanism
  16. that requires no DNA synthesis or  high  energy  cofactor;  the phosphodiester
  17. bond  energy  is conserved in a phospho-protein linkage during strand cleavage
  18. and re-ligation.
  19.  
  20. Two unrelated  families  of  recombinases  are currently known [1]. The first,
  21. called the `phage integrase' family,  groups  a number of bacterial, phage and
  22. yeast plasmid enzymes.  The second [2],  called the `resolvase' family, groups
  23. enzymes  which share the following  structural  characteristics: an N-terminal
  24. catalytic and  dimerization domain that contains  a conserved   serine residue
  25. involved in  the transient covalent attachment to DNA, and a C-terminal helix-
  26. turn-helix DNA-binding domain.
  27.  
  28. The resolvase family is currently known to include the following proteins:
  29.  
  30.  - DNA invertase from Salmonella typhimurium (gene hin).  Hin can invert a 900
  31.    bp DNA fragment adjacent to a gene for one of the flagellar antigens.
  32.  - DNA invertase from Escherichia coli (gene pin).
  33.  - DNA invertase from Bacteriophage Mu (gene gin), P1 and P7 (gene cin).
  34.  - Resolvases from transposons Tn3, Tn21, Tn501, Tn552, Tn917, Tn1546, Tn1721,
  35.    Tn2501 and Tn1000 (known as gamma-delta resolvase).
  36.  - Resolvase from Clostridium perfringens plasmid pIP404.
  37.  - Resolvase from Escherichia coli plasmid R46.
  38.  - Resolvase from Escherichia coli plasmid RP4 (gene parA).
  39.  - A putative recombinase from  Bacillus subtilis (gene cisA) [3] which  plays
  40.    an important role in sporulation by  catalyzing the  recombination of genes
  41.    spoIIIC and spoIVCB to form polymerase sigma-K factor.
  42.  - Uvp1, a protein from Escherichia coli plasmid pR  which cooperates with the
  43.    mucAB genes in the DNA repair process and could be a resolvase [4].
  44.  
  45. Generally, proteins  from  the  resolvase  family  have  180 to 200 amino-acid
  46. residues, excepting cisA which is much larger (500 residues).
  47.  
  48. We developed  two  signature  patterns  for the resolvase family. The first is
  49. based on  a  highly  conserved region  in  the  N-terminal  extremity of these
  50. proteins; it  contains  a  serine  residue  most probably involved in covalent
  51. attachment to  DNA.  The second pattern is based on a conserved region located
  52. about 50 residues upstream of the serine active site.
  53.  
  54. -Consensus pattern: Y-[LIVAC]-R-[VA]-S-[ST]-x(2)-Q
  55.                     [S is the active site residue]
  56. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: ALL,  except
  57.  for Uvp1 which has Lys instead of Val in position 4 of the pattern.
  58. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: a hypothetical  protein from  phage
  59.  Phi-105 which contains only  82 amino acids,  but whose N-terminal section is
  60.  surprisingly similar to that of  resolvases and  a  mosquito trypsinogen-like
  61.  protease.
  62.  
  63. -Consensus pattern: G-[DE]-x(2)-[LIVM]-x(3)-[LIVM]-[DT]-R-[LIVM]-[GSA]
  64. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: ALL,  except
  65.  for Tn1546 resolvase and cisA.
  66. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: fission     yeast    4-nitrophenyl-
  67.  phosphatase.
  68.  
  69. -Last update: June 1994 / Text revised.
  70.  
  71. [ 1] Argos P., Landy A., Abremski K., Egan J.B., Haggard-Ljungquist E.,
  72.      Hoess R.H., Kahn M.L., Kalionis B., Narayama S., Pierson L.S. III,
  73.      Sternberg N., Leong J.M.
  74.      EMBO J. 5:433-440(1986).
  75. [ 2] Garnier T., Saurin W., Cole S.T.
  76.      Mol. Microbiol. 1:371-376(1987).
  77. [ 3] Sato T., Samori Y., Kobayashi Y.
  78.      J. Bacteriol. 172:1092-1098(1990).
  79. [ 4] Gigliani F., Sporeno E., Perri S., Battaglia P.A.
  80.      Mol. Gen. Genet. 218:18-24(1989).
  81.