DNA聚合酶I：细菌DNA复制与修复中的结构、活性及功能

基因组的保真复制和修复是所有生命必不可少的过程。基因组维护由一组复杂的蛋白质协同调控，尽管细菌的基因组相对简单，但其进化出了错综复杂的系统。DNA聚合酶是介导基因组维护的一类关键蛋白。DNA聚合酶均能够延伸新生DNA链，但根据其活性位点和底物特异性，以不同的方式参与DNA复制和修复。最早发现的聚合酶——细菌DNA聚合酶I（Pol I），长期以来一直被认为是负责冈崎片段成熟以及多种DNA修复途径中重新合成的主要酶。这些结论主要来自对革兰氏阴性菌 Escherichia coli 的研究。鉴于某些细菌谱系在十亿多年前就已与 E. coli 分化，这些假设可能无法涵盖功能多样性的进化。在本综述中，我们探讨了细菌 Pol I 的结构特征，并讨论了其各项独特酶活性如何促进基因组维护。在全文中，我们介绍了在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间发现的差异，并探讨了活性差异如何转化为复制或修复中的功能适应。我们重点关注来自革兰氏阳性菌（特别是 Bacillus subtilis 和 Geobacillus stearothermophilus）的证据，这些证据对 Pol I 功能的普适性提出了挑战，并揭示了复制和修复机制中谱系特异性的适应。通过将历史观点与最新发现相结合，本综述强调了 Pol I 的重要性以及 Pol I 在细菌DNA代谢中的进化多样性。