Ribonukleáz - Ribonuclease

ribonukleáz
3agn.png
Ustilago sphaerogena Ribonukleáz U2 AMP PDB bejegyzéssel 3agn
Azonosítók
Szimbólum Ribonukleáz
Pfam PF00545
InterPro IPR000026
SCOP2 1 brn / SCOPe / SUPFAM

A ribonukleáz (általában rövidített RNáz ) egy olyan nukleáz, amely katalizálja az RNS kisebb komponensekké történő lebomlását . A ribonukleázok endoribonukleázokra és exoribonukleázokra oszthatók , és számos alosztályt tartalmaznak az EC 2.7 (foszforolitikus enzimek) és 3.1 (hidrolitikus enzimek) enzimosztályain belül.

Funkció

Valamennyi vizsgált organizmus sok különböző osztályú RNázt tartalmaz, ami azt mutatja, hogy az RNS lebomlása nagyon ősi és fontos folyamat. A már nem szükséges sejtes RNS törlésén túl az RNázok kulcsszerepet játszanak az összes RNS-molekula érésében, mind a hírvivő RNS-ek, amelyek genetikai anyagot hordoznak a fehérjék előállításához, mind a nem kódoló RNS-ek, amelyek különböző sejtfolyamatokban működnek. Ezenkívül az aktív RNS -degradációs rendszerek jelentik az első védelmet az RNS -vírusok ellen, és biztosítják a fejlettebb sejtes immunstratégiák, például az RNSi alapját .

Egyes sejtek bőséges mennyiségű nem specifikus RNázot is kiválasztanak, mint például A és T1. Az RNázok ezért rendkívül gyakoriak, ami nagyon rövid élettartamot eredményez minden olyan RNS -nél, amely nem védett környezetben van. Érdemes megjegyezni, hogy az összes intracelluláris RNS -t számos stratégia védi az RNázaktivitástól, beleértve az 5 'végzárást , a 3' végű poliadenilezést , az RNS · RNS duplex képződését és az RNS fehérjekomplexben ( ribonukleoprotein részecske vagy RNP) történő hajtogatást . .

Egy másik védekezési mechanizmus a ribonukleáz inhibitor (RI) , amely bizonyos sejttípusokban a sejtfehérje viszonylag nagy részét (~ 0,1%) tartalmazza, és amely a fehérje-fehérje kölcsönhatások legnagyobb affinitásával kötődik bizonyos ribonukleázokhoz ; az RI-RNáz A komplex disszociációs állandója fiziológiai körülmények között ~ 20 fM. Az RI -t a legtöbb laboratóriumban használják, amelyek az RNS -t tanulmányozzák, hogy megvédjék mintáikat a környezeti RNázok általi lebomlástól.

Hasonlóan a restrikciós enzimekhez , amelyek kettős szálú DNS nagyon specifikus szekvenciáit hasítják , a közelmúltban számos endoribonukleázt osztályoztak, amelyek felismerik és lehasítják az egyszálú RNS specifikus szekvenciáit.

Az RNázok kritikus szerepet játszanak számos biológiai folyamatban, beleértve az angiogenezist és az ön-összeférhetetlenséget a virágos növényekben (angiosperms). A prokarióta toxin-antitoxin rendszerek sok stressz-válasz toxinjáról kimutatták, hogy RNáz aktivitással és homológiával rendelkeznek .

Osztályozás

Az endoribonukleázok fő típusai

Az RNáz A szerkezete
  • EC 3.1.27.5 : Az RNáz A egy RNáz, amelyet általában használnak a kutatásban. Az RNáz A ( pl . Szarvasmarha hasnyálmirigy -ribonukleáz A: PDB : 2AAS ) az egyik legkeményebb enzim a szokásos laboratóriumi alkalmazásokban; izolálásának egyik módja a nyers sejtkivonat forralása, amíg az RNáz A kivételével minden enzim denaturálódik . Specifikus az egyszálú RNS-ekre. A párosítatlan C- és U-maradékok 3'-végét hasítja, végül egy 2'-es, 3'-ciklikus monofoszfát köztitermék révén 3'-foszforilált terméket képez. Tevékenységéhez nincs szükség kofaktorokra
  • EC 3.1.26.4 : Az RNáz H egy ribonukleáz, amely az RNS -t DNS/RNS duplexben hasítja, és ssDNS -t termel. Az RNáz H egy nem specifikus endonukleáz, és hidrolitikus mechanizmuson keresztül katalizálja az RNS hasítását, amelyet egy enzimhez kötött kétértékű fémion segít. Az RNáz H 5'-foszforilált terméket hagy maga után.
  • EC 3.1.26.3 : Az RNáz III egyfajta ribonukleáz, amely hasítja az rRNS -t (16s rRNS és 23s rRNS) a prokariótákban átírt polycistronic RNS operonból. Emellett a kettős szálú RNS (dsRNS) -Dicer RNSáz családot is megemészti, a pre-miRNS-t (60–70 bp hosszúságú) egy adott helyen vágja le, és miRNS-ben (22–30 bp) alakítja át, amely aktívan részt vesz a transzkripció szabályozásában és mRNS élettartam.
  • EC-szám 3.1.26 .- ??: Az RNáz L egy interferon által indukált nukleáz, amely aktiválás után elpusztítja az összes RNS-t a sejtben
  • EC 3.1.26.5 : Az RNáz P egy ribonukleáz típus, amely egyedülálló, mivel ribozim - ribonukleinsav, amely ugyanúgy katalizátorként működik, mint egy enzim . Ennek egyik funkciója az, hogy lehasítson egy vezető szekvenciát az egyik szálú pre- tRNS 5 'végéről . Az RNáz P egyike a két ismert, többszörös forgalmú ribozimnek (a másik a riboszóma ). A baktériumokban az RNáz P felelős a holoenzimek katalitikus aktivitásáért is, amelyek egy apoenzimből állnak, amely aktív enzimrendszert képez egy koenzimmel kombinálva, és meghatározza ennek a szubsztrátumnak a specifitását. A közelmúltban fedezték fel az RNáz P egyik formáját, amely fehérje és nem tartalmaz RNS -t .
  • EC-szám 3.1. ??: Az RNáz PhyM az egyszálú RNS-ekre specifikus szekvencia. A párosítatlan A- és U-maradékok 3'-végét hasítja.
  • EC 3.1.27.3 : Az RNáz T1 az egyszálú RNS-ekre specifikus szekvencia. A párosítatlan G-maradékok 3'-végét hasítja.
  • EC 3.1.27.1 : Az RNáz T2 az egyszálú RNS-ek szekvenciája. Mind a 4 maradék 3'-végét hasítja, de előnyösen az As 3'-végét.
  • EC 3.1.27.4 : Az RNáz U2 szekvencia-specifikus az egyszálú RNS-ek számára. A párosítatlan A-maradékok 3'-végét hasítja.
  • EC 3.1.27.8 : Az RNáz V specifikus a poliadenin és a poliuridin RNS -re.
  • EC 3.1.26.12 : Az RNáz E egy növényi eredetű ribonukleáz, amely modulálja a baktériumokban fellépő SOS -válaszokat a DNS -károsodás okozta stresszre adott válaszra azáltal, hogy az SOS mechanizmust aktiválja a RecA/LexA -függő jelátviteli útvonallal, amely transzkripciósan elnyomja a sokszínűséget a sejtosztódás tranzitleállásához vezető gének, valamint a DNS -javítás elindítása.
  • EC 3.1.26.- : RNáz G Részt vesz az 5s rRNS 16'-végének feldolgozásában. Ez összefügg a kromoszóma -elválasztással és a sejtosztódással. A citoplazmatikus axiális szálkötegek egyik összetevőjének tekintik. Azt is gondolják, hogy szabályozhatja ennek a szerkezetnek a kialakulását.

Az exoribonukleázok fő típusai

RNáz specifitás

Az aktív hely úgy néz ki, mint egy szakadékvölgy, ahol az összes aktív hely maradványai a völgy falát és alját alkotják. a hasadék nagyon vékony, és a kis hordozó tökéletesen illeszkedik az aktív hely közepére, ami tökéletes kölcsönhatást tesz lehetővé a maradékokkal. Valójában van egy kis görbülete a helyhez, amely az aljzatnak is van. Bár általában az exo- és endoribonukleázok nagy része nem szekvenált specifikus, a közelmúltban a CRISPR /Cas rendszert natív módon felismerő és vágó DNS-t úgy tervezték, hogy szekvencia-specifikus módon hasítsa le az ssRNS-t.

RNáz szennyeződés az RNS extrakció során

Az RNS kinyerését molekuláris biológiai kísérletekben nagymértékben bonyolítja az RNS -mintákat lebontó, mindenütt jelen lévő és szívós ribonukleázok jelenléte. Bizonyos RNázok rendkívül szívósak lehetnek, és inaktiválásuk nehéz a DNázok semlegesítéséhez képest . A felszabaduló celluláris RNázok mellett számos RNáz is jelen van a környezetben. Az RNázok számos extracelluláris funkciót láttak el különböző szervezetekben. Például az RNáz 7, az RNáz A szupercsalád tagja, az emberi bőr által választódik ki, és hatékony antipatogén védekezésként szolgál. Ezekben a szekretált RNázokban az enzimatikus RNáz -aktivitás talán nem is szükséges új, kimerített funkciójához. Például az immun RNázok úgy hatnak, hogy destabilizálják a baktériumok sejtmembránjait.

Hivatkozások

Források

  • D'Alessio G és Riordan JF, szerk. (1997) Ribonucleases: Structures and Functions , Academic Press.
  • Gerdes K, Christensen SK és Lobner-Olesen A (2005). "Prokarióta toxin-antitoxin stressz válaszlókuszok". Nat. Rev. Microbiol. (3) 371–382.

Külső linkek