Рибонуклеазы Т ( РНКазы Т , экзонуклеазы T , экзо T ) представляет собой рибонуклеазы фермент участвует в созревании переноса РНК и рибосомальной РНК в бактерии , [2] , а также в репарации ДНК путей. [3] Это является членом DnaQ семейства экзонуклеазы и не- поступательно действует на 3' конце одноцепочечных нуклеиновых кислот . РНКаза Т способна расщеплять как ДНК, так и РНК.с экстремальной специфичностью последовательности, позволяющей различать цитозин на 3'-конце субстрата . [1] [2]
Рибонуклеаза Т | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
Символ | rnt | |||||||
Pfam | PF00929 | |||||||
ИнтерПро | IPR013520 | |||||||
УМНАЯ | SM00479 | |||||||
|
Устройство и механизм
РНКаза Т катализирует удаление нуклеотидов с 3'-конца как РНК, так и ДНК. Он ингибируется как двухцепочечной ДНК, так и РНК, а также остатками цитозина на 3'-конце РНК. Два цитозина на 3'-конце РНК, по-видимому, полностью устраняют активность РНКазы T. [3] Этот эффект цитозина, однако, наблюдается в меньшей степени с оцДНК. Это отсутствие специфичности последовательности в оцДНК в сочетании с ее способностью действовать на оцДНК вблизи дуплексной области привело к ее использованию для создания тупых концов для клонирования ДНК. [4] Структурно РНКаза Т существует как антипараллельный димер [5] [6] и требует для функционирования двухвалентного катиона. [7]
РНКаза Т способна достигать специфичности своей последовательности при переваривании РНК за счет нескольких ароматических остатков, расположенных между азотистыми основаниями. В п -л взаимодействия между четырьмя фенилаланина остатков и двух нуклеотидов на 3' - конце, отличаются в зависимости от идентификации нуклеотидов, которая изменяет конформацию и , таким образом , активность фермента. [8] Дополнительный остаток глутаминовой кислоты превращается в водородную связь с цитозином не другими основаниями, что дополнительно увеличивает специфичность. [9]
Функция
РНКаза Т, член более крупного семейства экзорибонуклеаз DEDD, играет ключевую роль в созревании тРНК [10], а также в созревании доменов 5S [11] и 23S [12] рРНК. В частности, РНКаза T отщепляет 3'- остаток AMP от 3'-последовательностей CCA на конце тРНК, что объясняет специфичность последовательности РНКазы T для остановки на 3'-последовательности CC. [13] Кроме того, РНКаза Т может играть роль в репарации ДНК, отщепляя 3'-конец выступающей ДНК. [3]
Хотя E. coli может выжить без РНКазы Т, ее отсутствие приводит к замедлению жизненных циклов и ослаблению реакции на голодание. [14] Кроме того, присутствие РНКазы Т в E. coli связано с повышенной устойчивостью к УФ- повреждению. [15] Было высказано предположение, что, хотя другие рибонкуазы могут выполнять функцию РНКазы Т, тот факт, что РНКаза Т более эффективна при расщеплении ДНК и РНК вблизи двухцепочечных областей, означает, что альтернативы менее эффективны. [16] Несмотря на очевидную полезность РНКазы Т, фермент обнаружен только у гаммапротеобактерий . [17]
В E. coli РНКаза Т кодируется геном rnt, и предполагается, что она отошла от проверяющих субъединиц полимеразы III во время появления гаммапротеобактерий. [16] [17]
Рекомендации
- ^ а б Сяо Ю., Ду Й, Чен Ю. П., Ван Ю. Т., Юань Х.С. (сентябрь 2012 г.). «Как экзонуклеаза решает, где остановиться в обрезке нуклеиновых кислот: кристаллические структуры комплексов Т-продукт РНКазы» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (16): 8144–54. DOI : 10.1093 / NAR / gks548 . PMC 3439924 . PMID 22718982 .
- ^ а б Цзо Й, член парламента Германии (август 2002 г.). «Физиологическую роль РНКазы Т можно объяснить ее необычной субстратной специфичностью» . Журнал биологической химии . 277 (33): 29654–61. DOI : 10.1074 / jbc.M204252200 . PMID 12050169 .
- ^ а б в Сяо YY, Fang WH, Lee CC, Chen YP, Yuan HS (март 2014 г.). «Структурное понимание репарации ДНК с помощью РНКазы Т - экзонуклеазы, обрабатывающей 3'-конец структурированной ДНК в путях репарации» . PLOS Биология . 12 (3): e1001803. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1001803 . PMC 3942315 . PMID 24594808 .
- ^ Цзо Й, член парламента Германии (октябрь 1999 г.). «Активность ДНКазы РНКазы Т и ее применение к клонированию ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 27 (20): 4077–82. DOI : 10.1093 / NAR / 27.20.4077 . PMC 148676 . PMID 10497273 .
- ^ Ли З, Чжань Л., Deutscher MP (январь 1996 г.). «РНКаза T Escherichia coli функционирует in vivo как димер, зависимый от цистеина 168» . Журнал биологической химии . 271 (2): 1133–7. DOI : 10.1074 / jbc.271.2.1133 . PMID 8557641 .
- ^ Zuo Y, Zheng H, Wang Y, Chruszcz M, Cymborowski M, Skarina T. и др. (Апрель 2007 г.). «Кристаллическая структура РНКазы Т, экзорибонуклеазы, участвующей в созревании тРНК и ее обороте» . Структура . 15 (4): 417–28. DOI : 10.1016 / j.str.2007.02.004 . PMC 1907377 . PMID 17437714 .
- ^ Deutscher MP, Marlor CW (июнь 1985 г.). «Очистка и характеристика РНКазы T Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 260 (11): 7067–71. PMID 3888994 .
- ^ Duh Y, Hsiao YY, Li CL, Huang JC, Yuan HS (декабрь 2015 г.). «Ароматические остатки в стеке РНКазы Т с азотистыми основаниями для направления специфичного для последовательности распознавания и расщепления нуклеиновых кислот» . Белковая наука . 24 (12): 1934–41. DOI : 10.1002 / pro.2800 . PMC 4815224 . PMID 26362012 .
- ^ Сяо Й.Ю., Ян CC, Линь Ц.Л., Линь Ж.Л., Ду Й., Юань Х.С. (апрель 2011 г.) «Структурная основа обрезки РНК РНКазой Т при созревании стабильного 3'-конца РНК». Природа Химическая биология . 7 (4): 236–43. DOI : 10,1038 / nchembio.524 . PMID 21317904 .
- ^ Ли Зи, член парламента Deutscher (август 1996 г.). «Пути созревания для предшественников тРНК E. coli: случайный мультиферментный процесс in vivo». Cell . 86 (3): 503–12. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (00) 80123-3 . PMID 8756732 .
- ^ Ли Зи, член парламента Deutscher (июль 1995 г.). «Фермент, обрабатывающий тРНК, РНКаза Т, необходим для созревания 5S РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (15): 6883–6. Bibcode : 1995PNAS ... 92.6883L . DOI : 10.1073 / pnas.92.15.6883 . PMC 41434 . PMID 7542780 .
- ^ Ли З, Пандит С., Deutscher MP (январь 1999 г.). «Созревание 23S рибосомальной РНК требует экзорибонуклеазы РНКазы Т» . РНК . 5 (1): 139–46. DOI : 10.1017 / s1355838299981669 . PMC 1369746 . PMID 9917073 .
- ^ Дойчер М.П., Марлор К.В., Заневски Р. (июль 1984 г.). «Рибонуклеаза Т: новая экзорибонуклеаза, возможно, участвующая в концевом обороте тРНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (14): 4290–3. Bibcode : 1984PNAS ... 81.4290D . DOI : 10.1073 / pnas.81.14.4290 . PMC 345573 . PMID 6379642 .
- ^ Келли К.О., Deutscher MP (октябрь 1992 г.). «Присутствия только одной из пяти экзорибонуклеаз достаточно для поддержки роста Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 174 (20): 6682–4. DOI : 10.1128 / jb.174.20.6682-6684.1992 . PMC 207653 . PMID 1400219 .
- ^ Вишванатан М., Ланджуин А., Ловетт С.Т. (март 1999 г.). «Идентификация РНКазы Т как высококопийного супрессора УФ-чувствительности, связанной с дефицитом однонитевой экзонуклеазы ДНК в Escherichia coli» . Генетика . 151 (3): 929–34. PMC 1460521 . PMID 10049912 .
- ^ а б Bechhofer DH, Deutscher MP (июнь 2019 г.). «Бактериальные рибонуклеазы и их роль в метаболизме РНК» . Критические обзоры в биохимии и молекулярной биологии . 54 (3): 242–300. DOI : 10.1080 / 10409238.2019.1651816 . PMC 6776250 . PMID 31464530 .
- ^ а б Цзо Й, член парламента Германии (март 2001 г.). «Суперсемейства экзорибонуклеаз: структурный анализ и филогенетическое распределение» . Исследования нуклеиновых кислот . 29 (5): 1017–26. DOI : 10.1093 / NAR / 29.5.1017 . PMC 56904 . PMID 11222749 .