Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с ядерным белком .
Нуклеосом представляет собой комбинацию ДНК + гистоновые белков .

Нуклеопротеиды любые белки , которые структурно связаны с нуклеиновыми кислотами , [1] либо ДНК , либо РНК . Типичные нуклеопротеины включают рибосомы , нуклеосомы и вирусные нуклеокапсидные белки.

Структуры [ править ]

Поперечный разрез частицы вируса Эбола со структурами основных белков, показанными и помеченными справа

Нуклеопротеины имеют тенденцию быть положительно заряженными, облегчая взаимодействие с отрицательно заряженными цепями нуклеиновых кислот. Эти третичные структуры и биологические функции многих нуклеопротеидов поняты. [2] [3] Важные методы определения структуры нуклеопротеидов включают дифракцию рентгеновских лучей , ядерный магнитный резонанс и криоэлектронную микроскопию .

Вирусы [ править ]

Геномы вирусов ( ДНК или РНК ) чрезвычайно плотно упакованы в вирусный капсид . [4] [5] Таким образом, многие вирусы представляют собой не что иное, как организованный набор нуклеопротеинов, сайты связывания которых направлены внутрь. Структурно охарактеризованные вирусные нуклеопротеины включают грипп , [6] бешенство , [7] Эбола , Буньямвера , [8] Шмалленберг , [8] Хазара , [9] Крымско-Конго, геморрагическая лихорадка , [10] и Ласса.. [11]

Дезоксирибонуклеопротеины [ править ]

Дезоксирибонуклеопротеин (ДНП) представляет собой комплекс ДНК и белка. [12] Прототипными примерами являются нуклеосомы , комплексы, в которых геномная ДНК обернута вокруг кластеров из восьми гистоновых белков в ядрах эукариотических клеток с образованием хроматина . Протамины заменяют гистоны во время сперматогенеза.

Функции [ править ]

Наиболее распространенными дезоксирибонуклеопротеинами являются нуклеосомы , компонентом которых является ядерная ДНК . Белки в сочетании с ДНК представляют собой гистоны и протамины ; полученные нуклеопротеины располагаются в хромосомах . Таким образом, вся хромосома , то есть хроматин у эукариот, состоит из таких нуклеопротеидов. [2] [13]

В эукариотических клетках ДНК связана примерно с равной массой гистоновых белков в высококонденсированном нуклеопротеидном комплексе, называемом хроматином . [14] Дезоксирибонуклеопротеины в этом виде комплекса взаимодействуют, образуя мультибелковый регуляторный комплекс, в котором промежуточная ДНК имеет петлю или намотку. Дезоксирибонуклеопротеины участвуют в регуляции репликации и транскрипции ДНК. [15]

Дезоксирибонуклеопротеины также участвуют в гомологичной рекомбинации , процессе восстановления ДНК, который, по-видимому, является почти универсальным. Центральным промежуточным этапом в этом процессе является взаимодействие нескольких копий белка рекомбиназы с одноцепочечной ДНК с образованием нити DNP. Рекомбиназы, используемые в этом процессе, продуцируются археями (рекомбиназа RadA) [16] , бактериями (рекомбиназа RecA) [17] и эукариотами от дрожжей до человека ( рекомбиназы Rad51 и Dmc1 ). [18]

Рибонуклеопротеины [ править ]

Основная статья: Гетерогенная рибонуклеопротеиновая частица
Воспроизвести медиа
Ядро клетки с ДНК окрашено в синий цвет, а белок нуклеолин в красный. Белок нуклеолин связывает некоторые мРНК (например, мРНК интерлейкина-6 ). Это защищает эти мРНК от деградации вирусом герпеса Капоши, связанным с саркомой, при заражении. Этот комплекс РНК-нуклеолин затем безопасно транспортируется в цитозоль для трансляции рибосомами с образованием белка интерлейкина-6, который участвует в противовирусном иммунном ответе . [19]

Рибонуклеопротеиновый (РНП) представляет собой комплекс рибонуклеиновой кислоты и РНК-связывающий белок . Эти комплексы играют неотъемлемую роль в ряде важных биологических функций, включая транскрипцию, трансляцию и регуляцию экспрессии генов [20], а также регуляцию метаболизма РНК. [21] Несколько примеров РНП включают рибосому , фермент теломеразу , сводные рибонуклеопротеины , РНКазу Р , hnRNP и малые ядерные РНП ( snRNP ), которые участвуют в сплайсинге пре-мРНК ( spliceosome) и являются одними из основных компонентов ядрышка . [22] Некоторые вирусы представляют собой простые рибонуклеопротеины, содержащие только одну молекулу РНК и несколько идентичных белковых молекул. Другие представляют собой комплексы рибонуклеопротеидов или дезоксирибонуклеопротеидов, содержащие ряд различных белков и, в исключительном случае, большее количество молекул нуклеиновых кислот. В настоящее время в RCSB Protein Data Bank (PDB) можно найти более 2000 RNP. [23] Кроме того, База данных интерфейсов белок-РНК (PRIDB) содержит набор информации об интерфейсах РНК-белок, основанный на данных, взятых из PDB. [24] Некоторые общие черты интерфейсов белок-РНК были выведены на основе известных структур. Например, РНП в мяРНП имеют РНК-связывающуюмотив в своем РНК-связывающем белке. Остатки ароматических аминокислот в этом мотиве приводят к стэкинг-взаимодействиям с РНК. Остатки лизина в спиральной части РНК-связывающих белков помогают стабилизировать взаимодействия с нуклеиновыми кислотами. Это связывание нуклеиновой кислоты усиливается электростатическим притяжением между положительными боковыми цепями лизина и отрицательными фосфатными цепями нуклеиновой кислоты . Кроме того, можно смоделировать RNP с помощью вычислений. [25]Хотя вычислительные методы определения структур RNP менее точны, чем экспериментальные методы, они обеспечивают грубую модель структуры, которая позволяет предсказывать идентичность важных аминокислот и нуклеотидных остатков. Такая информация помогает понять общую функцию RNP.

Воспроизвести медиа
Клетка инфицирована вирусом гриппа А. Белки вирусных рибонуклеопротеиновых частиц , окрашенные в белый цвет, захватывают активный транспорт через эндосомы, чтобы перемещаться внутри клетки быстрее, чем путем простой диффузии . [26]

«РНП» также может относиться к частицам рибонуклеопротеина . Частицы рибонуклеопротеина представляют собой отдельные внутриклеточные очаги посттранскрипционной регуляции . Эти частицы играют важную роль в вирусе гриппа А репликации . [27] Геном вируса гриппа состоит из восьми рибонуклеопротеиновых частиц, образованных комплексом негативно-смысловой РНК, связанной с вирусным нуклеопротеином. Каждый РНП несет в себе комплекс РНК-полимеразы . Когда нуклеопротеин связывается с вирусной РНК , он может открывать нуклеотидные основания, которые позволяют вирусной полимеразе транскрибироватьРНК. На этом этапе, как только вирус попадает в клетку-хозяин, он будет готов начать процесс репликации.

Антитела против РНП [ править ]

Антитела против РНП представляют собой аутоантитела, связанные со смешанным заболеванием соединительной ткани, и также выявляются почти у 40% пациентов с красной волчанкой . Два типа антител против РНП тесно связаны с синдромом Шегрена : SS-A (Ro) и SS-B (La). Аутоантитела против snRNP называются антителами Anti-Smith и специфичны для SLE. Наличие значительного уровня анти-U1-RNP также служит возможным индикатором MCTD при обнаружении в сочетании с несколькими другими факторами. [28]

Функции [ править ]

Рибонуклеопротеины играют роль защиты. мРНК никогда не встречаются в клетке в виде свободных молекул РНК. Они всегда связаны с рибонуклеопротеинами и функционируют как комплексы рибонуклеопротеидов. [14]

Точно так же геномы вирусов с отрицательной цепью РНК никогда не существуют в виде свободной молекулы РНК. Рибонуклеопротеины защищают свои геномы от РНКазы . [29] Нуклеопротеины часто являются основными антигенами вирусов, поскольку они имеют специфичные для штамма и групп-специфичные антигенные детерминанты .

См. Также [ править ]

  • ДНК-связывающий белок
  • РНК-связывающий белок

Ссылки [ править ]

  1. ^ Нуклеопротеины в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  2. ^ a b Грэм К. Хантер GK (2000): Жизненные силы. Открытие молекулярной основы жизни. Academic Press, Лондон, 2000 г., ISBN  0-12-361811-8 .
  3. ^ Нельсон Д.Л., Cox MM (2013): Ленинджер Biochemie. Springer, ISBN 978-3-540-68637-8 . 
  4. ^ Цлиль, Шелли; Киндт, Джеймс Т .; Гелбарт, Уильям М .; Бен-Шауль, Авиноам (март 2003 г.). «Силы и давление в упаковке ДНК и высвобождении из вирусных капсидов» . Биофизический журнал . 84 (3): 1616–1627. Bibcode : 2003BpJ .... 84.1616T . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (03) 74971-6 . PMC 1302732 . PMID 12609865 .  
  5. ^ Purohit, Prashant K .; Inamdar, Mandar M .; Грейсон, Пол Д .; Сквайрс, Тодд М .; Кондев, Жане; Филлипс, Роб (2005). «Силы при упаковке и выбросе ДНК бактериофага» . Биофизический журнал . 88 (2): 851–866. arXiv : q-bio / 0406022 . Bibcode : 2005BpJ .... 88..851P . DOI : 10.1529 / biophysj.104.047134 . PMC 1305160 . PMID 15556983 .  
  6. ^ Нг, Энди Ка-Люн; Ван, Цзя-Хуай; Шоу, Пан-Чуй (27.05.2009). «Анализ структуры и последовательности нуклеопротеина вируса гриппа А». Наука в Китае. Серия C: Науки о жизни . 52 (5): 439–449. DOI : 10.1007 / s11427-009-0064-х . ISSN 1006-9305 . PMID 19471866 . S2CID 610062 .   
  7. ^ Альбертини, Орели А.В.; Вернимонт, Эми К .; Музиол, Тадеуш; Равелли, Раймонд Б.Г.; Clapier, Cedric R .; Шон, Гай; Вайссенхорн, Винфрид; Руигрок, Роб WH (21 июля 2006 г.). "Кристаллическая структура комплекса нуклеопротеин-РНК вируса бешенства". Наука . 313 (5785): 360–363. Bibcode : 2006Sci ... 313..360A . DOI : 10.1126 / science.1125280 . ISSN 0036-8075 . PMID 16778023 . S2CID 29937744 .   
  8. ^ а б Ариза, А .; Таннер, SJ; Уолтер, штат Коннектикут; Dent, KC; Шеперд, DA; Wu, W .; Мэтьюз, SV; Hiscox, JA; Грин, TJ (2013-06-01). «Структуры нуклеокапсидных белков из ортобуньявирусов раскрывают понимание архитектуры рибонуклеопротеидов и полимеризации РНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (11): 5912–5926. DOI : 10.1093 / NAR / gkt268 . ISSN 0305-1048 . PMC 3675483 . PMID 23595147 .   
  9. ^ Сёртиз, Ребекка; Ариза, Антонио; Панч, Эмма К .; Trinh, Chi H .; Dowall, Stuart D .; Хьюсон, Роджер; Хискокс, Джулиан А .; Барр, Джон Н .; Эдвардс, Томас А. (01.01.2015). «Кристаллическая структура белка нуклеокапсида вируса Хазара» . BMC Структурная биология . 15 : 24. DOI : 10,1186 / s12900-015-0051-3 . ISSN 1472-6807 . PMC 4696240 . PMID 26715309 .   
  10. ^ Картер, Стивен Д .; Сёртиз, Ребекка; Уолтер, Шерил Т .; Ариза, Антонио; Бержерон, Эрик; Никол, Стюарт Т .; Хискокс, Джулиан А .; Эдвардс, Томас А .; Барр, Джон Н. (2012-10-15). "Структура, функция и эволюция нуклеокапсидного белка вируса крымско-конголезской геморрагической лихорадки" . Журнал вирусологии . 86 (20): 10914–10923. DOI : 10,1128 / JVI.01555-12 . ISSN 0022-538X . PMC 3457148 . PMID 22875964 .   
  11. ^ Ци, Сяосюань; Лан, Шуйюнь; Ван, Вэньцзянь; Шелде, Лиза Маклей; Донг, Хаохао; Wallat, Gregor D .; Ли, Хинь; Лян, Юйин; Донг, Чанцзян (2010). «Связывание кэпа и уклонение от иммунитета, выявленное структурой нуклеопротеина Ласса» . Природа . 468 (7325): 779–783. Bibcode : 2010Natur.468..779Q . DOI : 10,1038 / природа09605 . PMC 3057469 . PMID 21085117 .  
  12. ^ Дезоксирибонуклеопротеины в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  13. ^ Нельсон Д.Л., Майкл М. Кокс М. (2013): Ленинджера Принципы биохимии. WH Freeman, ISBN 978-1-4641-0962-1 . 
  14. ^ a b Лодиш, Харви. Молекулярная клеточная биология .
  15. ^ Echols, Harrison (1990). «Структуры нуклеопротеидов, инициирующие репликацию ДНК, транскрипцию и сайт-специфическую рекомбинацию». Журнал биологической химии . 265 (25): 14697–700. PMID 2203758 . 
  16. Перейти ↑ Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). «Белок RadA является гомологом белка RecA архей, который катализирует обмен цепей ДНК» . Genes Dev . 12 (9): 1248–53. DOI : 10,1101 / gad.12.9.1248 . PMC 316774 . PMID 9573041 .  
  17. Перейти ↑ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). «Важность восстановления остановившихся вилок репликации». Природа . 404 (6773): 37–41. Bibcode : 2000Natur.404 ... 37С . DOI : 10.1038 / 35003501 . PMID 10716434 . S2CID 4427794 .  
  18. ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). «Спонтанная самосегрегация рекомбиназ ДНК Rad51 и Dmc1 в филаментах смешанной рекомбиназы» . J. Biol. Chem . 293 (11): 4191–4200. DOI : 10.1074 / jbc.RA117.001143 . PMC 5858004 . PMID 29382724 .  
  19. ^ Мюллер, Мэнди; Хутин, Стефани; Мэриголд, Оливер; Ли, Кэти Х .; Burlingame, Al; Глаунсингер, Бритт А. (12 мая 2015 г.). «Рибонуклеопротеиновый комплекс защищает мРНК интерлейкина-6 от деградации отдельными герпесвирусными эндонуклеазами» . PLOS Патогены . 11 (5): e1004899. DOI : 10.1371 / journal.ppat.1004899 . ISSN 1553-7366 . PMC 4428876 . PMID 25965334 .   
  20. ^ Хоган, Дэниел Дж; Риордан, Дэниел П.; Гербер, Андре П; Herschlag, Daniel; Браун, Патрик О. (07.11.2016). «Различные связывающие РНК белки взаимодействуют с функционально связанными наборами РНК, предлагая обширную регуляторную систему» . PLOS Биология . 6 (10): e255. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0060255 . ISSN 1544-9173 . PMC 2573929 . PMID 18959479 .   
  21. ^ Lukong, Kiven E .; Чанг, Кай-вэй; Khandjian, Edouard W .; Ричард, Стефан (1 августа 2008 г.). «РНК-связывающие белки при генетических заболеваниях человека». Тенденции в генетике . 24 (8): 416–425. DOI : 10.1016 / j.tig.2008.05.004 . ISSN 0168-9525 . PMID 18597886 .  
  22. ^ «Рибонуклеопротеин» . www.uniprot.org . Проверено 7 ноября 2016 .
  23. ^ Банк, RCSB Protein Data. «RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB» . Архивировано из оригинала на 2015-04-18 . Проверено 14 апреля 2018 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  24. ^ Льюис, Бенджамин А .; Walia, Rasna R .; Террибилини, Майкл; Фергюсон, Джефф; Чжэн, Чарльз; Хонавар, Васант; Доббс, Дрена (07.11.2016). «PRIDB: база данных интерфейса белок-РНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (выпуск базы данных): D277 – D282. DOI : 10.1093 / NAR / gkq1108 . ISSN 0305-1048 . PMC 3013700 . PMID 21071426 .   
  25. ^ Тушинская, Ирина; Мательска, Дорота; Магнус, Марцин; Хойновски, Гжегож; Каспрзак, Джоанна М .; Козловский, Лукаш П .; Дунин-Хоркавич, Станислав; Буйницки, Януш М. (01.02.2014). «Вычислительное моделирование сложных структур белок-РНК». Методы . 65 (3): 310–319. DOI : 10.1016 / j.ymeth.2013.09.014 . ISSN 1095-9130 . PMID 24083976 .  
  26. ^ Момосе, Фумитака; Сэкимото, Тэцуя; Окура, Такаши; Джо, Шуичи; Кавагути, Ацуши; Нагата, Кёсукэ; Морикава, Юко (22.06.2011). «Апикальный транспорт рибонуклеопротеина вируса гриппа A требует Rab11-позитивной рециклирующей эндосомы» . PLOS ONE . 6 (6): e21123. Bibcode : 2011PLoSO ... 621123M . DOI : 10.1371 / journal.pone.0021123 . ISSN 1932-6203 . PMC 3120830 . PMID 21731653 .   
  27. ^ Baudin, F; Бах, C; Кьюсак, S; Руигрок, Р.В. (01.07.1994). «Структура РНП вируса гриппа. I. Нуклеопротеин вируса гриппа плавит вторичную структуру в РНК-манипуляторе и подвергает основания действию растворителя» . Журнал EMBO . 13 (13): 3158–3165. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1994.tb06614.x . ISSN 0261-4189 . PMC 395207 . PMID 8039508 .   
  28. ^ «Смешанное заболевание соединительной ткани (MCTD) | Кливлендская клиника» . my.clevelandclinic.org . Проверено 7 ноября 2016 .
  29. ^ Руигрок, Роб WH; Крепен, Тибо; Колаковский, Дэн (2011). «Нуклеопротеины и нуклеокапсиды вирусов с отрицательной цепью РНК». Текущее мнение в микробиологии . 14 (4): 504–510. DOI : 10.1016 / j.mib.2011.07.011 . PMID 21824806 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • База данных интерфейса PRIDB белок-РНК