RRNA endonukleáza - RRNA endonuclease

RRNA endonukleáza
Identifikátory
EC číslo3.1.27.10
Číslo CAS1407-48-3
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum

rRNA endonukleáza (ES 3.1.27.10, alfa-sarcin) je enzym[1] že katalýzy the hydrolýza z fosfodiesterová vazba mezi guanosin a adenosin zbytky na jedné konkrétní pozici v 28S rRNA z krysa ribozomy. Tento enzym také působí bakteriální rRNA.

A protein inaktivující ribozomy vyrobené formou Aspergillus giganteus Alfa-sarcin štěpí část ribozomální RNA, která tvoří malý ribozomální substrát. Vysoká specificita alfa-sarcinu a jeho účinnost štěpení jsou předmětem studia a také představují velmi vysokou úroveň toxicity tohoto proteinu.[2]

Struktura

Předpokládá se, že tyrosin aminokyselina nacházející se podél aminokyselinové sekvence alfa-sarcinu umožňuje specificitu, když se alfa-sarcin váže na rRNA. Je to alkoholová skupina nacházející se na aminokyselině tyrosinu, která umožňuje tuto vazbu. To bylo stanoveno v testech, které odstranily alkoholovou skupinu a nahradily tyrosin fenylalanin a vazebná afinita byla značně snížena.[3] Oblast DNA, která produkuje alfa-sarcin, je vysoce konzervovaná spolu s odpovídající sekvencí na cíleném ribozomu. Odpovídající sekvence na cíleném ribozomu je soustředěna kolem a guanin nukleotid nacházející se na tzv. „vybouleném G motivu“.[4]

Specifičnost

Alfa-sarcin je pozoruhodný svou specifičností štěpení. Interaguje s jedinou vazbou v cíleném ribozomu a rozbije jej, což způsobí deaktivaci ribozomu. Dotyčná vazba je fosfodiesterová vazba ve smyčce sarcin / ricin (SRL) rRNA. Oblast SRL RNA byla pojmenována po toxinu alfa-sarcinu, který na ni cílí. Cílená vazba je umístěna uvnitř GAGA tetraloopu RNA mezi guaninovým a adeninovým nukleotidem. Jiné ribotoxiny také štěpí RNA ribozomů, existuje však mnohem více míst štěpení, což naznačuje mnohem menší specificitu.[5]

Specifičnost alfa-sarcinu je tak vysoká, že alfa-sarcin dokáže rozpoznat SRL segment ribozomu bez zbytku přítomného ribozomu. SRL se skládají nezávisle a vytvářejí stejnou strukturu, jako když jsou v ribozomu. To znovu potvrzuje myšlenku, že je to afinita alfa-sarcinu k této specifické oblasti ribozomu, která způsobuje, že se tyto dva váží a reagují. Klíčovým rozpoznávacím nukleotidem na ribozomu je a guanin nukleotid umístěný šest nukleotidů proti proudu od místa štěpení (to je stejné jako u výše zmíněné oblasti „g-boule“).[5]

Podmínky reakce

Podmínky, které umožňují rozpoznání a štěpení, zahrnují slanost prostředí. Se zvýšenou koncentrací solí se zvyšuje konkurence alfa-sarcinu k dosažení „boule G“.[5] To je způsobeno elektrostatickými interakcemi mezi kationtovými postranními řetězci aminokyselin alfa-sarcinu a fosfáty ribozomového řetězce. Více solí zasahuje do těchto dvou interakcí.

Celková rychlostní konstanta pro štěpnou reakci SRL je druhého řádu (k2 / K1 / 2 108M-1s-1). To znamená, že reakční rychlost je přímo úměrná koncentracím reaktantu na druhou. Zdá se, že rychlost nezávisí na fyzických krocích, tj. Dvě molekuly, které jsou schopné se navzájem lokalizovat v roztoku, nejsou faktorem toho, jak rychle reagují. To bylo stanoveno pozorováním rychlosti reakce při různých viskozitách. Disociace produktů, oddělení dvou molekul, také nemá žádný vliv na rychlost. Navrhuje se, aby krok určování rychlosti pro štěpení SRL nastal v rámci chemického štěpení fosfodiesterové vazby.

Jakmile alfa-sarcin štěpí ribozom, výsledné kousky P1 a P2 se dále štěpí se zvláštní afinitou k místům A a G. Toto pozdější štěpení má však mnohem nižší rychlost reakce. 4 To dále podporuje představu, že alfa-sarcin závisí na rozložené struktuře RNA pro rozpoznávání a štěpení, ale ne nutně na zbytku molekuly. Rychlost štěpení rozložené ssRNA obsahující GA sekvenci je třikrát nižší než plná a přeložená SRL sekvence.

Reference

  1. ^ Endo Y, Tsurugi K (červen 1988). „Aktivita RNA N-glykosidázy řetězce A ricinu. Vlastnosti enzymatické aktivity řetězce A ricinu s ribozomy a s rRNA.“. The Journal of Biological Chemistry. 263 (18): 8735–9. PMID  3288622.
  2. ^ Martínez-Ruiz A, Martínez del Pozo A, Lacadena J, Mancheño JM, Oñaderra M, López-otín C, Gavilanes JG (duben 1998). „Sekrece rekombinantního pro- a zralého fungálního alfa-sarcinového ribotoxinu methylotrofními kvasinkami Pichia pastoris: pro zrání je vyžadován motiv Lys-Arg“. Exprese a čištění proteinů. 12 (3): 315–22. doi:10.1006 / prep.1997.0846. PMID  9535698.
  3. ^ Alvarez-García E, García-Ortega L, Verdún Y, Bruix M, Martínez del Pozo A, Gavilanes JG (květen 2006). „Tyr-48, konzervovaný zbytek v ribotoxinech, se podílí na aktivitě alfa-sarcinu degradující RNA“. Biologická chemie. 387 (5): 535–41. doi:10.1515 / BC.2006.069. PMID  16740124.
  4. ^ García-Mayoral F, García-Ortega L, Alvarez-García E, Bruix M, Gavilanes JG, del Pozo AM (prosinec 2005). "Modelování vysoce specifického rozpoznávání ribotoxinů ribozomů". FEBS Dopisy. 579 (30): 6859–64. doi:10.1016 / j.febslet.2005.11.027. PMID  16337202.
  5. ^ A b C Korennykh AV, Plantinga MJ, Correll CC, Piccirilli JA (listopad 2007). "Spojení mezi rozpoznáním substrátu a katalýzou během štěpení smyčkové RNA sarcin / ricin restriktocinem". Biochemie. 46 (44): 12744–56. doi:10.1021 / bi700931y. PMID  17929942.

externí odkazy