Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
glmS глюкозамин-6-фосфат активированный рибозим
Вторичная структура рибозима GlmS.jpg
Идентификаторы
СимволglmS
РфамRF00234
Прочие данные
Тип РНКЦис-рег ; рибопереключатель
Домен (ы)Бактерии
ТАКТАК: 0000035
Структуры PDBPDBe
Трехмерное изображение рибозима GlmS. Это вид рибозима GlmS, связанного со своим каталитическим кофактором. [1]
Трехмерное изображение рибозима GlmS. На этом изображении показано состояние до расщепления рибозима glmS Thermoanaerobacter tengcongensis, связанного с глюкозо-6-фосфатом. [2]

Рибопереключатель рибозит глюкозамин-6-фосфат ( GLMS рибозит ) представляет собой РНК - структура , которая находится в нетранслируемой области 5' (UTR) транскрипт мРНКа в GLMS гену. Эта РНК регулирует ген glmS , реагируя на концентрации определенного метаболита , глюкозамин-6-фосфата (GlcN6P), в дополнение к катализированию химической реакции саморасщепления при активации. [3] Это расщепление приводит к деградации мРНК , содержащей рибозим, и снижает продукцию GlcN6P. [4] В GLMS Ген кодирует фермент глутамин-фруктоз-6-фосфатамидотрансферазу, который катализирует образование GlcN6P, соединения, необходимого для биосинтеза клеточной стенки, из фруктозо-6-фосфата и глутамина. [3] Таким образом, когда уровни GlcN6P высоки, рибозим glmS активируется и транскрипт мРНК разрушается, но в отсутствие GlcN6P ген продолжает транслироваться в глутамин-фруктозо-6-фосфатамидотрансферазу, и вырабатывается GlcN6P. GlcN6P является кофактором этой реакции расщепления, так как он непосредственно участвует в качестве кислотно-основного катализатора . [5] Эта РНК является первым рибопереключателем, который также оказался саморасщепляющимся рибозимом и, как и многие другие, был обнаружен с помощью биоинформатики.подход. [6]

Структура [ править ]

Структура рибозима glmS была впервые определена с помощью рентгеновской кристаллографии в 2006 году. [1] [2] Третичная структура этой РНК характеризуется тремя соосными уложенными друг за другом спиралями, упакованными бок о бок. [2] Ядро рибозима содержит двойную псевдоузловую структуру, в которой центральная спираль P2.1 размещается таким образом, что подвижный фосфат прижимается к большой бороздке. [2] Большая бороздка соседней спирали P2.2 участвует в связывании метаболитов, а подвижный фосфат прикрепляется к 5'-концу спирали. [2]Крыша активного сайта характеризуется консервативными тройками оснований, которые соединяют стеки P2.1 и P2.2, а пол состоит из неконсервативной пары GU, которые раздвигаются. [2] Путем изучения наложения структур рибозима в состоянии до расщепления, состоянии связанного метаболита и состоянии после расщепления было определено, что нет грубых конформационных изменений при связывании метаболита, что свидетельствует о предварительно организованном активном сайте, который зависит от GlcN6P как кофактор, а не аллостерический активатор. [2] Кофактор связан в кармане, доступном для растворителя, и структура предполагает, что аминогруппа GlcN6P участвует в каталитическом процессе. [2] [1] [7] [8]

Требования к расщеплению [ править ]

Хотя рибозим glmS выполняет саморасщепление при связывании GlcN6P, активный сайт рибозима glmS не претерпевает конформационных изменений при связывании GlcN6P. [2] Вместо этого активный сайт формируется заранее, и активность рибозима glmS запускается введением функциональной группы в GlcN6P, которая необходима для катализа. [2] [8] Как упоминалось выше, аминогруппа GlcN6P считается каталитически задействованной функциональной группой, что подтверждается исследованиями, в которых оценивалась активность рибозима glmS с использованием различных лигандов в физиологических условиях. [9]Например, эти эксперименты показали, что инкубация с Glc6P (без аминогруппы) ингибирует саморасщепление glmS, тогда как инкубация с GlcN (доступная аминогруппа) стимулирует расщепление, хотя и не в такой степени, как GlcN6P. [9] Эти и другие открытия указывают на то, что рибозим glmS является уникальным классом рибозима, и что его открытие является дополнительным доказательством каталитической способности РНК. [8]

См. Также [ править ]

  • Riboswitch

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Cochrane JC, Lipchock SV, Strobel SA (2007). «Структурное исследование рибозима GlmS, связанного с его каталитическим кофактором» . Chem. Биол . 14 (1): 97–105. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2006.12.005 . PMC  1847778 . PMID  17196404 .
  2. ^ a b c d e f g h i j Кляйн Д. Д., Ферре-Д'Амаре, AR (2006). «Структурные основы активации рибозима glmS глюкозамин-6-фосфатом». Наука . 313 (5794): 1752–1756. DOI : 10.1126 / science.1129666 . PMID 16990543 . 
  3. ^ a b Винклер, WC; Nahvi A; Roth A; Коллинз JA; Разрушитель RR (2004). «Контроль экспрессии генов с помощью рибозима, чувствительного к естественным метаболитам». Природа . 428 (6980): 281–286. DOI : 10,1038 / природа02362 . PMID 15029187 . 
  4. ^ Коллинз, JA; Ирнов I; Бейкер S; Винклер WC (2007). «Механизм дестабилизации мРНК рибозимом glmS» . Genes Dev . 21 (24): 3356–3368. DOI : 10,1101 / gad.1605307 . PMC 2113035 . PMID 18079181 .  
  5. ^ Виладомс, JL; Федор, MJ (2012). «Кофактор glmSRibozyme является общим кислотно-основным катализатором» . Журнал Американского химического общества . 134 (46): 19043–19049. DOI : 10.1021 / ja307021f . PMC 3504194 . PMID 23113700 .  
  6. ^ Barrick JE, Corbino KA, Winkler WC, et al. (Апрель 2004 г.). «Новые мотивы РНК предполагают расширение возможностей рибопереключателей в генетическом контроле бактерий» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 101 (17): 6421–6426. DOI : 10.1073 / pnas.0308014101 . PMC 404060 . PMID 15096624 .  
  7. ^ Jansen JA, McCarthy TJ, Soukup Г.А., Soukup JK (2006). «Основная цепь и нуклеотидные основания контактируют с глюкозамин-6-фосфатом в рибозиме glmS». Nat Struct Mol Biol . 13 (6): 517–523. DOI : 10.1038 / nsmb1094 . PMID 16699515 . S2CID 7263581 .  
  8. ^ a b c Хэмпел К.Дж., Тинсли М.М. (2006). «Доказательства преорганизации кармана связывания лиганда рибозима glmS». Биохимия . 45 (25): 7861–7871. DOI : 10.1021 / bi060337z . PMID 16784238 . 
  9. ^ a b Маккарти Т.Дж., Флой С.А., Янсен Дж. А., Соукуп Дж. К., Соукуп Г. А. (2006). «Требования к лиганду для саморасщепления glmS рибозима» . Химия и биология . 12 (11): 1221–1226. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2005.09.006 . PMID 16298301 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница для рибозима, активированного glmS глюкозамин-6-фосфатом в Rfam