Ранпирнасе
| Ранпирнасе | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура ранпирназы в комплексе с РНК. [1] | |||
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | н/д | ||
| ПДБ | 2И5С | ||
| ЮниПрот | P85073 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 4.6.1.18 | ||
| |||
Ранпирназа — это рибонуклеаза, фермент обнаруженный в ооцитах северной леопардовой лягушки ( Rana pipiens ). Ранпирназа является членом суперсемейства белков панкреатических рибонуклеаз (РНКазы А) и разрушает РНК субстраты , отдавая последовательностям предпочтение урациловых и гуаниновых нуклеотидов . Наряду с амфиназой , другой рибонуклеазой леопардовой лягушки, ранпирназа изучалась как потенциальное противораковое и противовирусное средство из-за ее необычного механизма цитотоксичности , проверенного на трансформированных клетках, и противовирусной активности. [2]
Ранпирназа была первоначально обнаружена учеными из TamirBio. [3] компания биотехнологическая (ранее Alfacell Corporation), где она прошла доклинические испытания. [4] и в клинических испытаниях под названием Pannon или Onconase и TMR004 . Механизм действия ранпирназы объясняется путем РНК-интерференции , возможно, за счет расщепления миРНК ; молекул [5] расщеплению транспортной РНК ; [2] и к вмешательству в путь NF-κB . [6] В настоящее время (по состоянию на март 2020 г.) Ранпирназа проходит клинические испытания в качестве потенциального противовирусного препарата. [7]
Номер ЕС
[ редактировать ]Система ЕС, или система классификации ферментов, была создана как для стандартизации названий ферментов, так и для обеспечения ассоциации типа и функции ферментативной реакции. Номер ЕС для Ранпирназы: EC 4.6.1.18. [8] но ранее был EC 3.1.27.5. [9] Это означает, что ранпирназа относится к классу 4, подклассу 6, подклассу 1 и серийному номеру 18. Класс 4 считается лиазой, а подкласс 4.6.1 дополнительно классифицирует фермент как фосфорно-кислородную лиазу. В конечном итоге ранпирназу можно отнести к панкреатической рибонуклеазе. [8]
Путь реакции
[ редактировать ]Путь реакции ранпирназы инициируется ферментом, прикрепляющимся к поверхности клетки-мишени. Затем ранпирназа проникает в клетку посредством энергозависимого эндоцитоза. Попав в клетку, ранпирназа направляется через аппарат Гольджи в цитозоль, где фермент затем может избирательно расщеплять тРНК, игнорируя при этом рРНК и мРНК. Ранпирназа разрушает тРНК, способствуя расщеплению связи P-O5', обнаруженной в РНК, особенно на 3'-стороне пиримидиновых нуклеозидов. В результате этого процесса деградации РНК синтез белка затрудняется. Это ингибирование синтеза белка способствует цитостатическому и цитотоксическому действию ранпирназы. [10]
Структура
[ редактировать ]Ранпирназа обнаружена в ооцитах Rana pipiens, также известной как северная леопардовая лягушка. Эти ооциты имеют две схожие вариации панкреатической рибонуклеазы А, которые проявляют как цитостатические, так и цитотоксические свойства. Ранпирназа содержит 104 аминокислотных остатка, что делает ее самым маленьким идентифицированным членом суперсемейства РНКазы А. В целом ранпирназа считается небольшим одноцепочечным белком с молекулярной массой около 12 000 Да. После того, как ранпирназа была выделена из ооцитов, было обнаружено, что ранпирназа полиморфна в положении аминокислоты 25. В частности, это положение исторически было занято аминокислотами Thr, но были также идентифицированы аминокислоты Ser. Однако эта замена, по-видимому, не меняет функцию фермента. Кроме того, ранпирназа содержит 4 дисульфидные связи, которые придают ферменту высокую термостабильность. [2]
Функция
[ редактировать ]Попадая в клетку, ранпирназа играет как цитостатическую, так и цитотоксическую роль. Цитостатически ранпирназа останавливает клеточный цикл в G1, но одновременно действует как цитотоксин. Есть данные, указывающие на то, что повреждение тРНК необратимо и может служить проапоптотическим сигналом, однако это, по-видимому, зависит от дополнительных ферментов, которые способствуют запрограммированной гибели клеток. Ранпирназа, по-видимому, наиболее активна и эффективна против опухолевых клеток по сравнению с нормальными клетками. Внутри этих опухолевых клеток ранпирназа активирует путь передачи сигнала, называемый стресс-активируемой протеинкиназой или SAPK. SAPK1 содержит аллели JNK-1 и -2, на которые воздействует ранпирназа и которые нарушаются. Эти JNK играют важную роль в качестве модераторов цитотоксических эффектов, вызываемых ранпирназой. В конечном счете, ранпирназа, по-видимому, более апоптозна в раковых клетках из-за индукции множественных проапоптотических путей. [10]
Известные кристаллические структуры
[ редактировать ]Кристаллическая структура ранпирназы содержит сегмент, охватывающий начало спирали. Здесь основная цепь принимает напряженную конформацию, что приводит к заметным отклонениям от плоскостности пептидных связей этого фермента. В частности, пептидные связи Ser39, Arg40 и Pro41 имеют двугранные углы ω 160,0, 192,1 и 193,5 ° соответственно. Ориентация боковых цепей Arg40 и Glu42 четко определена, а гуанидиновая группа Arg40 выравнивается с сульфат-ионом. [9]
Известные активные сайты
[ редактировать ]Активный центр ранпирназы включает каталитическую триаду, которая обычно встречается в суперсемействе РНКазы А. Эта каталитическая триада состоит из His10, Lys31 и His97. В дополнение к общей каталитической триаде ранпирназа имеет два дополнительных остатка в активном центре: Lys9 и N-концевой пироглутаматный остаток. Эти дополнительные активные центры создаются внутри эндоплазматического ретикулума посредством котрансляционной циклизации кодируемого им глутамина. [11]
Структура привязана к функции
[ редактировать ]Структура ранпирназы, по-видимому, влияет на ее функцию. В частности, исследования показывают, что ранпирназа использует кулоновские взаимодействия, а также систему водородных связей для регулирования специфичности субстрата. Кроме того, было замечено, что преднамеренные изменения в заменах аминокислот также могут изменять специфичность субстрата. В исследованиях также были изучены структурные характеристики, лежащие в основе пониженной каталитической активности ранпирназы. Эта сниженная каталитическая активность связана с низким сродством к субстрату. Решением этой проблемы, по-видимому, является замена T5R. Замена T5R разработана для установления успешного кулоновского взаимодействия между ранпирназой и фосфорильной группой в РНК. Это привело к двукратному усилению рибонуклеолитической активности. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ли Дж.Э., Бэ Э., Бингман К.А., Филлипс Г.Н., Рейнс Р.Т. (январь 2008 г.). «Структурные основы катализа онконазой» . Журнал молекулярной биологии . 375 (1): 165–177. дои : 10.1016/j.jmb.2007.09.089 . ПМК 2151974 . ПМИД 18001769 .
- ^ Jump up to: а б с Ардельт В., Шоген К., Дажинкевич З. (июнь 2008 г.). «Онконаза и амфиназа, противоопухолевые рибонуклеазы из ооцитов Rana pipiens» . Современная фармацевтическая биотехнология . 9 (3): 215–225. дои : 10.2174/138920108784567245 . ПМК 2586917 . ПМИД 18673287 .
- ^ «Тамир сообщает о положительном эффекте против вируса атипичной пневмонии» .
- ^ Даржинкевич З., Картер С.П., Микульски С.М., Ардельт В.Дж., Шоген К. (май 1988 г.). «Цитостатические и цитотоксические эффекты Паннона (белок P-30), нового противоракового агента». Кинетика клеток и тканей . 21 (3): 169–182. дои : 10.1111/j.1365-2184.1988.tb00855.x . ПМИД 3224365 . S2CID 29722939 .
- ^ Чжао Х., Ардельт Б., Ардельт В., Шоген К., Дажинкевич З. (октябрь 2008 г.). «Цитотоксическая рибонуклеаза онконаза нацелена на интерференцию РНК (миРНК)» . Клеточный цикл . 7 (20): 3258–3261. дои : 10.4161/cc.7.20.6855 . ПМК 2586937 . ПМИД 18927512 .
- ^ Насу М., Карбоне М., Гаудино Г., Ли Б.Х., Бертино П., Симидзу Д. и др. (май 2011 г.). «Ранпирназа вмешивается в путь NF-κB и активность MMP9, подавляя инвазивность клеток злокачественной мезотелиомы и рост ксенотрансплантата» . Гены и рак . 2 (5): 576–584. дои : 10.1177/1947601911412375 . ПМК 3161417 . ПМИД 21901170 .
- ^ Номер клинического исследования NCT03856645 «OKG-0301 для лечения острого аденовирусного конъюнктивита (RUBY)» на сайте ClinicalTrials.gov.
- ^ Jump up to: а б «Информация о EC 4.6.1.18 - панкреатическая рибонуклеаза - База данных ферментов BRENDA» . www.brenda-enzymes.org . Проверено 23 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Холлоуэй Д.Е., Сингх У.П., Шоген К., Ачарья К.Р. (ноябрь 2011 г.). «Кристаллическая структура онконазы с разрешением 1,1 Å - понимание связывания субстрата и коллективного движения» . Журнал ФЭБС . 278 (21): 4136–4149. дои : 10.1111/j.1742-4658.2011.08320.x . ПМЦ 3397563 . ПМИД 21895975 .
- ^ Jump up to: а б Порта С, Паглино С, Мутти Л (декабрь 2008 г.). «Ранпирназа и ее потенциал для лечения неоперабельной злокачественной мезотелиомы» . Биологические препараты: мишени и терапия . 2 (4): 601–609. дои : 10.2147/BTT.S2383 . ПМЦ 2727885 . ПМИД 19707441 .
- ^ Ли Дж.Э., Рейнс RT (2008). «Рибонуклеазы как новые химиотерапевтические средства: пример ранпирназы» . Биопрепараты . 22 (1): 53–58. дои : 10.2165/00063030-200822010-00006 . ПМЦ 2802594 . ПМИД 18215091 .