WikiDer > GlmS глюкозамин-6-фосфат активированный рибозим

GlmS glucosamine-6-phosphate activated ribozyme
glmS глюкозамин-6-фосфат активированный рибозим
Вторичная структура рибозима GlmS.jpg
Идентификаторы
СимволglmS
РфамRF00234
Прочие данные
РНК типСнг; рибопереключатель
Домен (ы)Бактерии
ТАКТАК: 0000035
PDB структурыPDBe
Трехмерное изображение рибозима GlmS. Это вид рибозима GlmS, связанного со своим каталитическим кофактором.[1]
Трехмерное изображение рибозима GlmS. Этот вид показывает состояние предварительного расщепления Thermoanaerobacter tengcongensis Рибозим glmS, связанный с глюкозо-6-фосфатом.[2]

В рибозим глюкозамин-6-фосфатного рибозима ( glmS рибозим) является РНК структура, которая находится в 5 'непереведенный регион (UTR) транскрипта мРНК glmS ген. Эта РНК регулирует glmS гена, реагируя на концентрацию определенного метаболит, глюкозамин-6-фосфат (GlcN6P), в дополнение к катализирующий химическая реакция самоотщепления при активации.[3] Это расщепление приводит к деградации мРНК который содержит рибозим и снижает выработку 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, glmS рибозим активируется, и транскрипт мРНК разрушается, но в отсутствие GlcN6P ген продолжает транслироваться в глутамин-фруктозо-6-фосфатамидотрансферазу и продуцировать GlcN6P. GlcN6P - это кофактор для этой реакции расщепления, поскольку он непосредственно участвует в качестве кислотно-основного катализатор.[5] Эта РНК является первым рибопереключателем, который также оказался саморасщепляющимся рибозимом и, как и многие другие, был обнаружен с использованием биоинформатика подход.[6]

Структура

Структура glmS рибозим был впервые определен Рентгеновская кристаллография в 2006 году.[1][2] Третичная структура этой РНК характеризуется тремя соосными стопками спиралей, упакованными бок о бок.[2] Ядро рибозима содержит двойной псевдоузловой структура, которая размещает центральную спираль P2.1 таким образом, что ножницеобразный 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 G-U, которые раздвигаются.[2] Путем изучения наложения структур рибозима в состоянии до расщепления, состоянии связанного метаболита и состоянии после расщепления было определено, что при связывании метаболита нет грубых конформационных изменений, что свидетельствует о предварительно организованном активном сайте, который зависит от GlcN6P как кофактора. 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

Несмотря на то что glmS рибозим осуществляет саморасщепление после связывания GlcN6P, glmS Активный сайт рибозима не претерпевает конформационных изменений при связывании GlcN6P.[2] Вместо этого активный сайт формируется заранее и glmS Активность рибозима 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 оценивали glmS активность рибозима с использованием различных лигандов в физиологических условиях.[9] Например, эти эксперименты показали, что инкубация с Glc6P (без аминогруппы) ингибирует glmS Саморасщепление при инкубации с GlcN (доступная аминогруппа) стимулирует расщепление, хотя и не в такой степени, как GlcN6P.[9] Эти и другие данные указывают на то, что glmS рибозим - это уникальный класс рибозима, и его открытие является дополнительным доказательством каталитической способности РНК.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Cochrane JC, Lipchock SV, Strobel SA (2007). «Структурное исследование рибозима GlmS, связанного с его каталитическим кофактором». Chem. Биол. 14 (1): 97–105. Дои:10.1016 / j.chembiol.2006.12.005. ЧВК 1847778. PMID 17196404.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j Кляйн DJ, Ферре-Д'Амаре, AR (2006). «Структурные основы активации рибозима glmS глюкозамин-6-фосфатом». Наука. 313 (5794): 1752–1756. Дои:10.1126 / science.1129666. PMID 16990543.
  3. ^ а б Винклер, WC; Nahvi A; Roth A; Коллинз JA; Брейкер RR (2004). «Контроль экспрессии генов с помощью рибозима, чувствительного к естественным метаболитам». Природа. 428 (6980): 281–286. Дои: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. Дои:10.1101 / gad.1605307. ЧВК 2113035. PMID 18079181.
  5. ^ Viladoms, J. L .; Федор, М. Дж. (2012). «Кофактор GlmSRibozyme является основным кислотно-основным катализатором». Журнал Американского химического общества. 134 (46): 19043–19049. Дои:10.1021 / ja307021f. ЧВК 3504194. PMID 23113700.
  6. ^ Баррик Дж. Э., Корбино К. А., Винклер В. К. и др. (Апрель 2004 г.). «Новые мотивы РНК предполагают расширение возможностей рибопереключателей в генетическом контроле бактерий». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 101 (17): 6421–6426. Дои:10.1073 / pnas.0308014101. ЧВК 404060. PMID 15096624.
  7. ^ Янсен Дж. А., Маккарти Т. Дж., Соукуп Г. А., Соукуп Дж. К. (2006). «Основная цепь и нуклеотидные основания контактируют с глюкозамин-6-фосфатом в рибозиме glmS». Нат Структ Мол Биол. 13 (6): 517–523. Дои:10.1038 / nsmb1094. PMID 16699515.
  8. ^ а б c Хэмпел К.Дж., Тинсли М.М. (2006). «Доказательства преорганизации кармана связывания лиганда рибозима glmS». Биохимия. 45 (25): 7861–7871. Дои:10.1021 / bi060337z. PMID 16784238.
  9. ^ а б 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: 1221–1226. Дои:10.1016 / j.chembiol.2005.09.006. PMID 16298301.

внешняя ссылка