 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК N - (4-карбамидамидобутил) -4-имино-1- (β- D- рибофуранозил) -1,4-дигидро-2-пиримидинамин | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
PubChem CID | |
| |
| |
| Характеристики | |
| C 14 H 25 N 7 O 4 | |
| Молярная масса | 355,399 г · моль -1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Agmatidine (2-agmatinylcytidine, символ С + или AGM 2 С) представляет собой модифицированный цитидин присутствует в качающемся положении антикодона нескольких архейного АУЫ декодированием тРНКа . Агматидин необходим для правильного декодирования кодона AUA у многих архей и необходим для аминоацилирования тРНК Ile 2 изолейцином.
Введение [ править ]
Генетический код описывает , как триплетных кодонов на мРНК преобразуются в белковых последовательностей посредством специфических молекул тРНК , которые могут пар оснований с кодонов. Точная расшифровка генетического кода - фундаментальная предпосылка для долгосрочного выживания всех организмов. Природа антикодона определяет специфичность водородных связей и, следовательно, точность декодирования тРНК. К настоящему времени было обнаружено множество посттранскрипционных модификаций , которые помогают тРНК в увеличении их репертуара способностей к водородным связям. Эти модификации обычно происходят на первой базе антикодона (позиция 34 или база колебания position), которая спаривается с третьим основанием кодона и имеет решающее значение для специфического распознавания кодонов тРНК.
Правила колебания Крика предлагают, как ограниченный набор тРНК может декодировать более широкий набор кодонов с помощью спаривания оснований колебания. Эти правила успешно объяснили, как большая часть генетического кода специфически транслируется ограниченным числом тРНК. Например, одна тРНК фенилаланина с G в первом положении антикодона может образовывать пару оснований либо с U, либо с C (таким образом, декодируя UUU и UUC), а одна тРНК лейцина с модифицированным U (2-thioU) в антикодоне может образовывать пару оснований с либо A, либо G (таким образом декодируя UUA и UUG).
Механизм декодирования AUA [ править ]
Механизм декодирования в коробке, содержащей AUU, AUC, AUA (все кодируют изолейцин ) и AUG (кодируют метионин ), долгое время оставался загадкой для ученых. AUU и AUC декодируются одной изолейциновой тРНК (тРНК Ile 1 ), которая имеет G в антикодоне, в то время как AUA декодируется отдельной тРНК (тРНК Ile 2 ). То, как вторая изолейциновая тРНК декодирует AUA без декодирования AUG, является предметом большого интереса на протяжении многих лет.
Различные классы организмов по-разному решают проблему декодирования AUA. Например, у эукариот тРНК, имеющая инозин в положении 34 (антикодон IAU), может декодировать все три кодона изолейцина, в то время как тРНК, имеющая псевдоуридин в антикодоне (ψAψ), может специфически считывать кодон AUA. У эубактерий тРНК, содержащая лизидин в антикодоне (LAU), может специфически декодировать AUA, но не AUG. Однако механизм, с помощью которого археи решают проблему декодирования AUA, не был известен до начала 2010 года, когда две группы одновременно опубликовали отчеты о том, что архейная тРНК Ile 2 содержит модифицированный цитидин в положении 34, который был назван агматидином.
Структура и биосинтез [ править ]
Агматидин похож на лизидин в том, что C2-оксогруппа цитидина заменена аминогуанидином агматином вместо лизина в случае лизидина. Модификация осуществляется ферментом тРНК Ile 2 2-агматинилцитидин синтетазой, продуктом гена tiaS, присутствующего во многих членах архей . Агматидин образуется в клетке путем присоединения агматина к C2-оксогруппе цитидина с помощью TiaS. Агматин, в свою очередь, является продуктом декарбоксилирования аргинина (аминокислота, присутствующая во всех клетках).
Образование агматидина происходит по трехступенчатому механизму. На первом этапе TiaS гидролизует α-β- фосфодиэфирную связь АТФ с образованием AMP и PPi. На втором этапе кислород карбонила C2 C34 атакует атом γ-фосфора с образованием промежуточного соединения p-C34, высвобождая β-Pi. Это контрастирует с механизмом образования лизидина, при котором C2-оксогруппа активируется аденилированием вместо фосфорилирования. На третьем этапе первичная аминогруппа агматина атакует углерод C2 промежуточного продукта p-C34 с высвобождением γ-Pi и образованием agm 2 C. TiaS также аутофосфорилирует свой Thr18 с помощью γ-фосфата АТФ, высвобождая AMP и β-Pi. . Известно, что это важно для образования agm 2 C, хотя его точная роль не ясна.
Физиология [ править ]
Конъюгация агматинового фрагмента на атоме углерода C2 в C34 вызывает таутомерное превращение C34, которое изменяет его структуру водородных связей, позволяя ему спариваться с аденозином вместо гуанозина . Модификация необходима для декодирования кодонов AUA, а тРНК без модификации не аминоацилируется изолейцином. Более того, было показано, что агматин является важным метаболитом для жизнеспособности Thermococcus kodakaraensis.
Все секвенированные в настоящее время геномы эвриархей и кренархей содержат только одну аннотированную тРНК изолейцина и три тРНК с антикодоном CAU (аннотированные как тРНК метионина). Следовательно, весьма вероятно, что все представители наноархей и корархей используют модификацию агматидина для избирательного считывания кодонов AUA. Однако в настоящее время секвенированные геномы из наноархей и корархей содержат две изолейконовые тРНК, одна из которых имеет антикодон UAU (который, вероятно, превращается в ψAψ in-vivo ). Следовательно, считается, что эти классы архей следуют стратегии, подобной эукариотам, для решения проблемы декодирования AUA.
Ссылки [ править ]
- Мандал, Дебабрата; Керер, Кэролайн; Су, Дан; Рассел, Сьюзан П .; Кривос, Кады; Castleberry, Colette M .; Блюм, Пол; Лимбах, Патрик А .; Зёлль, Дитер; Радж Бхандари, Уттам Л. (2010). «Агматидин, модифицированный цитидин в антикодоне архейной тРНК Ile , пары оснований с аденозином, но не с гуанозином» . Труды Национальной академии наук . 107 (7): 2872–2877. Bibcode : 2010PNAS..107.2872M . DOI : 10.1073 / pnas.0914869107 . PMC 2840323 . PMID 20133752 .
- Икеучи, Ёсихо; Кимура, Сатоши; Нумата, Томоюки; Накамура, Дайго; Йокогава, Такаши; Огата, Тошихико; Вада, Такеши; Сузуки, Такео; Судзуки, Цутому (2010). «Агматин-конъюгированный цитидин в антикодоне тРНК необходим для декодирования AUA у архей». Природа Химическая биология . 6 (4): 277–282. DOI : 10,1038 / nchembio.323 . PMID 20139989 .
- Хендриксон, Тамара Л (2010). «Генетический код: архейный путь к грамотности». Природа Химическая биология . 6 (4): 248–249. DOI : 10.1038 / nchembio.335 . PMID 20300092 .
- Терасака, Наохиро; Кимура, Сатоши; Осава, Такуо; Нумата, Томоюки; Судзуки, Цутому (2011). «Биогенез 2-агматинилцитидина, катализируемый двойным белком и РНК-киназой TiaS». Структурная и молекулярная биология природы . 18 (11): 1268–1274. DOI : 10.1038 / nsmb.2121 . PMID 22002222 .
- Осава, Такуо; Инанага, Хидеко; Кимура, Сатоши; Терасака, Наохиро; Судзуки, Цутому; Нумата, Томоюки (2011). «Кристаллизация и предварительный рентгеноструктурный анализ фермента модификации тРНК архей , TiaS, в комплексе с тРНК Ile2 и АТФ» . Acta Crystallographica Раздел F . 67 (11): 1414–1416. DOI : 10.1107 / S1744309111034890 . PMC 3212464 . PMID 22102245 .
- Осава, Такуо; Кимура, Сатоши; Терасака, Наохиро; Инанага, Хидеко; Судзуки, Цутому; Нумата, Томоюки (2011). «Структурные основы агматинилирования тРНК, необходимые для декодирования кодонов AUA». Структурная и молекулярная биология природы . 18 (11): 1275–1280. DOI : 10.1038 / nsmb.2144 . PMID 22002223 .
