聚合酶、DNA、IOTA; POLI

RAD30，酿酒酵母，B 的同源物；RAD30B

HGNC 批准的基因符号：POLI

细胞遗传学定位：18q21.2 基因组坐标（GRCh38）：18:54,269,479-54,321,266（来自 NCBI）

▼ 生化特征

晶体结构

Nair 等人（2004）展示了与模板引物和引入核苷酸结合的人聚合酶 iota 的晶体结构。该结构揭示了一种专门用于 Hoogsteen 碱基配对的聚合酶，由此模板碱基由顺式构象驱动。Hoogsteen碱基配对为人类聚合酶iota相对于不同模板碱基的不同效率和保真度提供了基础，并且它提供了一种通过干扰复制的小沟嘌呤加合物促进复制的优雅机制。

▼ 克隆与表达

DNA损伤通常会阻碍DNA复制，因此细胞拥有专门的低保真度且经常出错的DNA聚合酶，可以绕过此类损伤并促进受损DNA的复制（Johnson et al., 2000）。酿酒酵母 RAD30 基因编码 DNA 聚合酶家族之一，该酶在细胞耐受 DNA 损伤的能力中发挥着关键作用（McDonald 等，1999）。RAD30基因在真核生物中是保守的；POLH基因（RAD30A；603968）编码人类同源物。McDonald等人（1999）通过TBLASTN搜索EST数据库，然后筛选人内皮cDNA文库，孤立出代表RAD30的第二个人类同源物的克隆，他们将其命名为RAD30B。他们还鉴定了Rad30b同源物。小鼠和人类 RAD30B 蛋白具有大约 74% 的氨基酸同一性。RAD30 样蛋白家族的成员共享 5 个聚集在各自 N 末端的保守基序。C 末端更加分叉并且长度变化很大。Northern 印迹分析在所有测试的人体组织中检测到大约 3 kb 的转录物，其中睾丸中的表达升高。在心脏和胰腺中检测到的表达程度低于在睾丸中的表达，并且在其他组织中也存在低水平。原位杂交分析表明，Rad30b 的表达主要发生在减数分裂后的圆形精子细胞中。

▼ 基因功能

酿酒酵母 RAD30 和人类 RAD30A 基因编码 Pol-eta，它能有效、准确地绕过顺式胸腺嘧啶-胸腺嘧啶二聚体。Johnson等人（2000）表明，相关的人类基因RAD30B编码DNA聚合酶Pol-iota，它能以很高的速率错误掺入脱氧核苷酸。为了绕过损伤，Pol-iota 专门结合了脱氧核苷酸来对抗高度扭曲或非指导性的 DNA 损伤。该作用与DNA Pol-zeta（602776）的作用相结合，完成损伤诱导诱变所必需的DNA Pol-zeta（602776），以完成病变旁路。Pol-zeta 在将脱氧核苷酸插入到 DNA 损伤对面方面非常低效，但一旦插入，就很容易从这些脱氧核苷酸延伸。因此，在真核生物 DNA 损伤诱变旁路的新模型中，两种 DNA 聚合酶依次起作用：Pol-iota 将脱氧核苷酸与 DNA 损伤相对，而 Pol-zeta 则充当错配延伸剂。

Bebenek et al.（2001）报道，人类Pol-iota具有内在的5-prime-脱氧核糖磷酸（dRP）裂解酶活性。在用尿嘧啶-DNA糖基化酶（191525）、脱嘌呤/脱嘧啶（AP）核酸内切酶（107748）和DNA连接酶I（126391）重建的反应中，Pol-iota可以利用其dRP裂解酶和聚合酶活性来修复DNA中的GU和AU对。这些数据和 Pol-iota 的 3 种不同催化特性表明它参与特殊形式的碱基切除修复。

Burkitt淋巴瘤（113970）细胞系代表免疫球蛋白基因超突变的体外模型。在 Ramos 变体中，超突变自发发生，而在 BL2 细胞系中，超突变可以以 AICDA（605257）依赖性方式诱导。Faili等人（2002）利用基因打靶技术，从POLI杂合克隆中产生了缺乏POLI的BL2克隆。免疫印迹分析证实不存在该蛋白质。Faili等人（2002）使用两种体细胞超突变诱导方法确定，突变细胞系中的突变频率不会增加，但在恢复POLI表达后可以增加。Faili等（2002）得出结论，POLI是免疫球蛋白突变体的成员，并提出聚合酶-eta（POLH）与POLI、REV1L（606134）和POLK（605650）一起属于DNA聚合酶Y家族的成员。，也可能在 BL2 细胞系中存在缺陷。

▼ 基因结构

Faili et al.（2002）指出87-kD POLI蛋白由5个外显子编码。

▼ 测绘

基于RAD30B克隆（GenBank AF140501）和映射的STS（WI-11064）之间的序列相似性，McDonald等人（1999）将人类RAD30B基因对应到染色体18q21.1。他们通过荧光原位杂交将小鼠 Rad30b 基因定位到染色体 18E2，位于与人类 18q21.1 同线性的区域内。

▼ 分子遗传学

帮助区分结直肠癌中的驱动突变和乘客突变（CRC；参见 114500），Starr 等人（2009）在小鼠中使用基于转座子的遗传筛选来识别候选基因。将携带诱变“睡美人”（SB）转座子的小鼠与在胃肠道上皮细胞中表达SB转座酶的小鼠杂交。大多数后代出现肠道病变，包括上皮内瘤变、腺瘤和腺癌。对超过 16,000 个转座子插入的分析确定了 77 个候选 CRC 基因，其中 60 个在人类 CRC 中发生突变和/或失调，因此最有可能驱动肿瘤发生。POLI 是在 17 个迄今为止与 CRC 无关的基因中被鉴定出来的。