| Твистер-П5 | |
|---|---|
 Консенсусная вторичная структура и сохранение последовательности рибозима Twister типа P5 | |
| Идентификаторы | |
| Условное обозначение | Твистер-П5 |
| Рфам | RF02684 |
| Прочие данные | |
| Тип РНК | Джин ; Рибозим |
| ИДТИ | GO: 0003824 |
| ТАК | ТАК: 0000374 |
| Структуры PDB | PDBe |
Твистер рибозим [1] представляет собой каталитическую РНК - структуру , способную само- расщепления . Нуклеолитическая активность этого рибозима была продемонстрирована как in vivo, так и in vitro, и он имеет одну из самых быстрых каталитических скоростей среди встречающихся в природе рибозимов с аналогичной функцией. [2] [3] Рибозим-твистер считается членом небольшого семейства саморасщепляющихся рибозимов, в которое входят рибозимы « головка молотка» , « шпилька» , вирус гепатита дельта (HDV) , сателлит Варкуда (VS) и рибозимы glmS . [3]
Открытие [ править ]
В отличие от методов отбора in vitro , которые помогли идентифицировать несколько классов каталитических мотивов РНК, рибозим-твистер был открыт с помощью биоинформатического подхода как консервативная структура РНК с неизвестной функцией. [1] Гипотеза , что он функционирует как саморасщепляющиеся рибозима было предложено сходство между генами рядом с TwisteR рибозимы и гены неподалеку от молотов рибозимов , [4] Действительно, гены , расположенные рядом с этими двумя саморасщепляющиеся классов рибозима значительно перекрываются . [1] Исследователи были вдохновлены назвать недавно обнаруженный мотив твистера из-за его сходства с египетским иероглифом «скрученный лен». [1]
Структура [ править ]
Основная структура Oryza Sativa твистер рибозима была кристаллографический определена с атомным разрешением в 2014 году [2] активный сайт из хомута рибозим центрируются в двойном псевдоузле , облегчая компактную складчатую структуру через два Дальнодействующие третичные взаимодействия , в партнерство со спиральным стыком. [2] Магний важен для стабилизации вторичной структуры рибозима. [3]
Каталитический механизм [ править ]
Подобно другим нуклеолитическим рибозимам, рибозим-твистер селективно расщепляет фосфодиэфирные связи по механизму , связанному с S N 2 , в 2 ', 3'-циклический фосфат и 5'-гидроксильный продукт. [1] Как экспериментальные, так и модельные данные подтверждают согласованный общий кислотно-основной катализ с участием высококонсервативных оснований аденина (A1) и гуанина (G33), где N3 из A1 действует как донор протонов, а G33 - как основное основание. [5] [6] [2] Рибозим-твистер генерирует каталитическую активность, специфически ориентируя расщепляемую связь PO для протекания нуклеофильной атаки внутри активного сайта. [7] В настоящее время известно, что скорость реакции рибозима твистера зависит как от pH, так и от температуры. [7] [1] Замена про-S немостикового кислорода ножничного фосфата на тиольную группу приводит к снижению скорости саморасщепления, предполагая, что этот механизм не зависит от связанного магния. Спасение тиолпроизводного катионами кадмия указывает на то, что ионы двухвалентных металлов играют роль в повышении скорости. [6] Вероятным механизмом для этого является стабилизация переходного состояния за счет снижения электростатической деформации на нити подложки из-за растущего отрицательного заряда во время расщепления.
Распространенность в природе [ править ]
Мотив твистер-рибозима относительно распространен в природе: 2700 примеров наблюдаются у бактерий , грибов , растений и животных . [2] Подобно рибозимам в форме головки молотка , некоторые эукариоты содержат большое количество рибозимов-твистеров. В наиболее ярком известном примере имеется 1051 предсказанный рибозим-оборотень в Schistosoma mansoni , организме, который также содержит много рибозимов в форме головки молотка. У бактерий рибозимы-вертушки близки к классам генов, которые также обычно ассоциируются с бактериальными рибозимами в форме головки молотка. В настоящее время не существует понятной биологической функции, связанной с рибозимом твистер. [7]
См. Также [ править ]
Структурная биология генов, эпигенетическая и иммунная регуляция на YouTube
Ссылки [ править ]
- ^ Б с д е е Roth A, Z Вайнберг, Чен А.Г., Ким ПБ, Эймс ТД, выключатель РР (2013). «С помощью биоинформатики выявлен широко распространенный класс саморасщепляющихся рибозимов» . Nat Chem Biol . 10 (1): 56–60. DOI : 10.1038 / nchembio.1386 . PMC 3867598 . PMID 24240507 .
- ^ а б в г д Лю И, Уилсон Т.Дж., Макфи С.А., Лилли Д.М. (2014). «Кристаллическая структура и механистические исследования рибозима твистера». Nat Chem Biol . 10 (9): 739–744. DOI : 10.1038 / nchembio.1587 . PMID 25038788 .
- ^ a b c Эйлер, Дэниел; Ван, Чимин; Стейтц, Томас А. (09.09.2014). «Структурная основа быстрой реакции саморасщепления, катализируемой твистер-рибозимом» . Труды Национальной академии наук . 111 (36): 13028–13033. DOI : 10.1073 / pnas.1414571111 . ISSN 0027-8424 . PMC 4246988 . PMID 25157168 .
- ^ Перро, Джонатан; Вайнберг, Заша; Рот, Адам; Попеску, Оливия; Шартран, Паскаль; Фербейре, Херардо; Брейкер, Рональд Р. (05.05.2011). «Идентификация рибозимов Hammerhead во всех сферах жизни выявляет новые структурные вариации» . PLOS Вычислительная биология . 7 (5): e1002031. DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1002031 . ISSN 1553-7358 . PMC 3088659 . PMID 21573207 .
- ^ Гейнс, Колин С .; Йорк, Даррин М. (2016-03-09). «Катализ рибозима с твистом: активное состояние рибозима Twister в растворе, предсказанное на основе молекулярного моделирования» . Журнал Американского химического общества . 138 (9): 3058–3065. DOI : 10.1021 / jacs.5b12061 . ISSN 0002-7863 . PMC 4904722 . PMID 26859432 .
- ^ a b Уилсон, Тимоти Дж .; Лю, Ицзинь; Домник, Кристоф; Кат-Шорр, Стефани; Лилли, Дэвид MJ (18 мая 2016 г.). «Новый химический механизм рибозима Twister». Журнал Американского химического общества . 138 (19): 6151–6162. DOI : 10.1021 / jacs.5b11791 . ISSN 0002-7863 . PMID 27153229 .
- ^ a b c Гебетсбергер, Дженнифер; Микура, Рональд (2017-05-01). «Разматывая рибозим твистера: от структуры к механизму» . Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 8 (3): н / д. DOI : 10.1002 / wrna.1402 . ISSN 1757-7012 . PMC 5408937 . PMID 27863022 .
