La nucleasa S1 ( EC 3.1.30.1) es una enzima endonucleasa que divide el ADN monocatenario (ssDNA) y el ARN en oligonucleótidos o mononucleótidos. Esta enzima cataliza la siguiente reacción química
Aunque su sustrato principal es monocatenario, también puede ocasionalmente introducir roturas monocatenarias en ADN o ARN bicatenarios, o híbridos ADN-ARN. La enzima hidroliza regiones monocatenarias en ADN dúplex, como bucles o espacios. También corta una hebra opuesta a una muesca en la hebra complementaria. No tiene especificidad de secuencia.
Las versiones más conocidas incluyen la S1 que se encuentra en Aspergillus oryzae (moho amarillo koji) y la Nucleasa P1 que se encuentra en Penicillium citrinum . Los miembros de la familia S1/P1 se encuentran tanto en procariotas como en eucariotas y se cree que están asociados con la muerte celular programada y también con la diferenciación tisular. Además, se secretan extracelularmente, es decir, fuera de la célula. Su función y sus características distintivas significan que tienen potencial para ser explotados en el campo de la biotecnología .
Los nombres alternativos incluyen endonucleasa S1 (Aspergillus), endonucleasa monocatenaria, desoxirribonucleasa S1, desoxirribonucleasa S1, nucleasa S1 de Aspergillus, endonucleasa monocatenaria específica de Neurospora crassa, nucleasa S1, endodesoxirribonucleasa monocatenaria, endonucleasa monocatenaria específica de ADN, endodesoxirribonucleasa monocatenaria específica, DNasa monocatenaria específica y nucleasa S1 de Aspergillus oryzae.
La mayoría de las nucleasas con actividad EC 3.1.30.1 son homólogas entre sí en una familia de dominios proteicos llamada Nucleasa S1/P1. [1]
Los miembros de esta familia, incluidas P1 y S1, son glicoproteínas con características muy distintivas, son:
Estos requisitos y características distintivas son responsables de la eficacia de la función. Es una enzima y estas cuatro características son necesarias para la funcionalidad enzimática. Los tres iones de zinc son vitales para la catálisis. Los dos primeros iones de zinc activan el agua que ataca en la hidrólisis, mientras que el tercer ión de zinc estabiliza el oxianión saliente . [2] [3]
La nucleasa S1 de Aspergillus es una proteína monomérica de un peso molecular de 38 kilodalton. Requiere Zn 2+ como cofactor y es relativamente estable frente a agentes desnaturalizantes como la urea, el SDS o el formaldehído. El pH óptimo para su actividad se encuentra entre 4 y 4,5. Se sabe que la nucleasa S1 de Aspergillus se inhibe en cierta medida con 50 μM de ATP y casi por completo con 1 mM de ATP. [4] [5] Se ha demostrado una inhibición del 50 % con 85 μM de dAMP y 1 μM de dATP, pero no se inhibe con AMPc. [6]
Este dominio proteico nucleasa dependiente de zinc produce nucleótidos 5' y escinde grupos fosfato de nucleótidos 3'. Además, la cadena lateral de triptófano ubicada en la cavidad del sitio activo y su estructura principal apoya la acción de uno de los iones de zinc. Estos mecanismos son esenciales para la función catalítica de la enzima. [1]
La nucleasa S1 de Aspergillus se utiliza en el laboratorio como reactivo en ensayos de protección de nucleasas . En biología molecular, se utiliza para eliminar colas monocatenarias de moléculas de ADN para crear moléculas con extremos romos y abrir bucles de horquilla generados durante la síntesis de ADNc bicatenario.
