Нуклеопротеин

Нуклеопротеины представляют собой белки, конъюгированные с нуклеиновыми кислотами (либо ДНК , либо РНК ). [ 1 ] Типичные нуклеопротеины включают рибосомы , нуклеосомы и вирусные нуклеокапсидные белки.
Структуры
[ редактировать ]
Нуклеопротеины имеют тенденцию быть положительно заряженными, способствуя взаимодействию с отрицательно заряженными цепями нуклеиновой кислоты. Понимаются третичные структуры и биологические функции многих нуклеопротеинов. [ 2 ] [ 3 ] Важные методы определения структур нуклеопротеинов включают рентгеновскую дифракцию , ядерную магнитно-резонансную и крио-электронную микроскопию .
Вирусы
[ редактировать ]Геномы вируса (либо ДНК , либо РНК ) чрезвычайно плотно упакованы в вирусный капсид . [ 4 ] [ 5 ] Следовательно, многие вирусы являются чуть более чем организованная коллекция нуклеопротеинов, а их сайты связывания указывают внутрь. Структурно охарактеризованные вирусные нуклеопротеины включают грипп , [ 6 ] бешенство , [ 7 ] Eboot , [ 8 ] Шмалленберг , [ 8 ] Хазара , [ 9 ] Крымасская геморрагическая лихорадка [ 10 ] и Ласса . [ 11 ]
Дезоксирибонуклеопротеины
[ редактировать ]Дезоксирибонуклеопротеин (DNP) представляет собой комплекс ДНК и белка. [ 12 ] Прототипными примерами являются нуклеосомы , комплексы, в которых геномная ДНК обернута вокруг кластеров из восьми гистоновых белков в ядрах эукариотических клеток с образованием хроматина . Протачины заменяют гистоны во время сперматогенеза.
Функции
[ редактировать ]Наиболее распространенными дезоксирибонуклеопротеинами являются нуклеосомы , в которых компонентом является ядерная ДНК . Белки в сочетании с ДНК являются гистонами и протатаминами ; Полученные нуклеопротеины расположены в хромосомах . Таким образом, вся хромосома , т.е. хроматин у эукариот состоит из таких нуклеопротеинов. [ 2 ] [ 13 ]
В эукариотических клетках ДНК связана с примерно равной массой гистоновых белков в высококонденсированном нуклеопротеиновом комплексе, называемом хроматином . [ 14 ] Дезоксирибонуклеопротеины в этом роде комплекс взаимодействуют, чтобы генерировать мультипротеиновый регуляторный комплекс, в котором промежуточная ДНК зациклена или рана. Дезоксирибонуклеопротеины участвуют в регуляции репликации ДНК и транскрипции. [ 15 ]
Дезоксирибонуклеопротеины также участвуют в гомологичной рекомбинации , процессе восстановления ДНК , который, по -видимому, является почти универсальным. Центральным промежуточным стадией в этом процессе является взаимодействие множественных копий белка рекомбиназы с одноцепочечной ДНК с образованием нити DNP. Рекомбиназы, используемые в этом процессе, производятся Archaea (Rada Recombinase), [ 16 ] бактериями (рекомбиназа RecA) [ 17 ] и эукариотами от дрожжей до людей ( RAD51 и DMC1 рекомбиназ). [ 18 ]
Рибонуклеопротеины
[ редактировать ]Рибонуклеопротеин ( RNP ) представляет собой комплекс рибонуклеиновой кислоты и РНК-связывающего белка . Эти комплексы играют неотъемлемую роль в ряде важных биологических функций, которые включают транскрипцию, трансляцию и регуляцию экспрессии генов [ 20 ] и регулирование метаболизма РНК. [ 21 ] Несколько примеров RNP включают рибосому , ферментную теломеразу , рибонуклеопротеины хранилища , РНКазу P , HNRNP и небольшие ядерные RNP ( SNRNP ), которые участвуют в до-мРНК сплайсинге ( сплисосома ) и являются одними из основных компонентов ядрея . [ 22 ] Некоторые вирусы представляют собой простые рибонуклеопротеины, содержащие только одну молекулу РНК и ряд идентичных молекул белка. Другими являются рибонуклеопротеиновые или дезоксирибонуклеопротеиновые комплексы, содержащие ряд различных белков, и исключительно больше молекул нуклеиновой кислоты. [ Цитация необходима ] В настоящее время более 2000 RNP можно найти в банке данных белка RCSB (PDB). [ 23 ] Кроме того, база данных интерфейса белка-РНК (PRIDB) обладает набором информации о интерфейсах РНК-белка на основе данных, взятых из PDB. [ 24 ] Некоторые общие черты протеин-РНК были выведены на основе известных структур. Например, RNP в SNRNP имеет РНК-связывающий мотив в его РНК-связывающем белке. Ароматические аминокислотные остатки в этом мотиве приводят к укладке взаимодействия с РНК. Остатки лизина в спиральной части РНК-связывающих белков помогают стабилизировать взаимодействия с нуклеиновыми кислотами. Это связывание нуклеиновой кислоты укрепляется электростатическим притяжением между положительными боковыми цепями отрицательной нуклеиновой кислоты лизина и фосфатами . Кроме того, можно моделировать RNPS в вычислительном отношении. [ 25 ] Хотя вычислительные методы вычета структур RNP менее точны, чем экспериментальные методы, они обеспечивают грубую модель структуры, которая позволяет прогнозировать идентичность значительных аминокислот и нуклеотидных остатков. Такая информация помогает понять общую функцию RNP.
«RNP» также может относиться к частицам рибонуклеопротеинов . Частицы рибонуклеопротеина являются различными внутриклеточными очагами для посттранскрипционной регуляции . Эти частицы играют важную роль в вируса гриппа репликации . [ 27 ] Вирусный геном гриппа состоит из восьми частиц рибонуклеопротеина, образованных комплексом РНК отрицательного смысла, связанной с вирусным нуклеопротеином. Каждый RNP несет с собой комплекс РНК -полимеразы . Когда нуклеопротеин связывается с вирусной РНК , он способен подвергать нуклеотидные основания, которые позволяют вирусной полимеразе транскрибировать РНК. На этом этапе, как только вирус войдет в ячейку -хозяева, он будет готов начать процесс репликации.
Антитела против RNP
[ редактировать ]Антитела против RNP представляют собой аутоантитела, связанные со смешанной болезнью соединительной ткани , а также обнаруживаются почти у 40% пациентов с волчанкой эритематозой . Два типа антител против RNP тесно связаны с синдромом Шегрена : SS-A (RO) и SS-B (LA). Аутоантитела против SNRNP называются антителами против Smith и специфичны для SLE. Наличие значительного уровня анти-U1-RNP также служит возможным показателем MCTD при обнаружении в сочетании с несколькими другими факторами. [ 28 ]
Функции
[ редактировать ]Рибонуклеопротеины играют роль защиты. МРНК никогда не встречаются в виде свободных молекул РНК в клетке. Они всегда ассоциируют с рибонуклеопротеинами и функционируют как комплексы рибонуклеопротеинов. [ 14 ]
Точно так же геномы РНК-вирусов с отрицательной цепью никогда не существуют в виде молекулы свободной РНК. Рибонуклеопротеины защищают свои геномы от РНКазы . [ 29 ] Нуклеопротеины часто являются основными антигенами для вирусов, поскольку они имеют специфичные для штаммов и групповые антигенные детерминанты .
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Нуклеопротеины в Национальной библиотеке медицинской библиотеки Медицинской библиотеки (сетка)
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Грэм К. Хантер Г.К. (2000): жизненно важные силы. Открытие молекулярной основы жизни. Академическая пресса, Лондон 2000, ISBN 0-12-361811-8 .
- ^ Nelson DL, Cox MM (2013): Lehninger Biochemie. Спрингер, ISBN 978-3-540-68637-8 .
- ^ Цалил, Шелли; Кинтт, Джеймс Т.; Гелбарт, Уильям М.; Бен-Шаул, Авиноам (март 2003 г.). «Силы и давление в упаковке ДНК и высвобождение из вирусных капсидов» . Биофизический журнал . 84 (3): 1616–1627. Bibcode : 2003bpj .... 84.1616t . doi : 10.1016/s0006-3495 (03) 74971-6 . PMC 1302732 . PMID 12609865 .
- ^ Purohit, Prashant K.; Inamdar, Mandar M.; Грейсон, Пол Д.; Squires, Todd M.; Кондев, Янэ; Филлипс, Роб (2005). «Силы во время упаковки и выброса ДНК бактериофага» . Биофизический журнал . 88 (2): 851–866. arxiv : q-bio/0406022 . Bibcode : 2005bpj .... 88..851p . doi : 10.1529/biophysj.104.047134 . PMC 1305160 . PMID 15556983 .
- ^ Нг, Энди Ка-Леунг; Ван, Цзя-Хуай; Шоу, Пан-Чуй (2009-05-27). «Структура и анализ последовательности нуклеопротеина вируса гриппа» Science in China Series C: Life Sciences 52 (5): 439–4 Doi : 10.1007/s11427-009-0064-x . ISSN 1006-9 PMID 19471866 610062S2CID
- ^ Albertini, Aurélie av; Вернимонт, Эми К.; Музиол, Тадеш; Равелли, Раймонд Б.Г.; Clapier, Cedric R.; Шун, парень; Вайссенхорн, Уинфрид; Ruigrok, Rob WH (2006-07-21). «Кристаллическая структура комплекса нуклеопротеин-РНК вируса бешенства» . Наука . 313 (5785): 360–363. Bibcode : 2006sci ... 313..360a . doi : 10.1126/science.1125280 . ISSN 0036-8075 . PMID 16778023 . S2CID 29937744 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Ариза, А.; Таннер, SJ; Уолтер, Коннектикут; Дент, KC; Пастух, да; Wu, W.; Мэтьюз, SV; Hiscox, Ja; Грин, TJ (2013-06-01). «Структуры нуклеокапсид белков из ортобуньявирусов выявляют понимание архитектуры рибонуклеопротеинов и полимеризации РНК» . Исследование нуклеиновых кислот . 41 (11): 5912–5926. doi : 10.1093/nar/gkt268 . ISSN 0305-1048 . PMC 3675483 . PMID 23595147 .
- ^ Surtees, Ребекка; Ариза, Антонио; Панч, Эмма К.; Trinh, Chi H.; Dowall, Stuart D.; Хьюсон, Роджер; Hiscox, Julian A.; Барр, Джон Н.; Эдвардс, Томас А. (2015-01-01). «Кристаллическая структура белка нуклеокапсида вируса хазара» . BMC Структурная биология . 15 : 24. DOI : 10.1186/S12900-015-0051-3 . ISSN 1472-6807 . PMC 4696240 . PMID 26715309 .
- ^ Картер, Стивен Д.; Surtees, Ребекка; Уолтер, Шерил Т.; Ариза, Антонио; Бержерон, Эрик; Никол, Стюарт Т.; Hiscox, Julian A.; Эдвардс, Томас А.; Барр, Джон Н. (2012-10-15). «Структура, функция и эволюция вируса геморрагической лихорадки крома-геморрагической лихорадки» . Журнал вирусологии . 86 (20): 10914–10923. doi : 10.1128/jvi.01555-12 . ISSN 0022-538X . PMC 3457148 . PMID 22875964 .
- ^ Ци, Сяоксуань; Лан, Shuiyun; Ван, Вэньцзян; Шельде, Лиза Маклай; Донг, Хаохао; Уоллат, Грегор Д.; Ly, Хин; Лян, Юинг; Донг, Чанццзян (2010). «Связывание CAP и уклонение от иммунитета, выявленные структурой нуклеопротеинов LASSA» . Природа . 468 (7325): 779–783. BIBCODE : 2010NATR.468..779Q . doi : 10.1038/nature09605 . PMC 3057469 . PMID 21085117 .
- ^ Дезоксирибонуклеопротеины в Национальной медицинской библиотеке Медицинской библиотеки США (Mesh)
- ^ Нельсон Д.Л., Майкл М. Кокс М.М. (2013): Принципы биохимии Лехнингера. WH Freeman, ISBN 978-1-4641-0962-1 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Лодиш, Харви. Молекулярная клеточная биология .
- ^ Эхолс, Харрисон (1990). «Нуклеопротеиновые структуры, инициирующие репликацию ДНК, транскрипцию и сайт-специфическую рекомбинацию» . Журнал биологической химии . 265 (25): 14697–700. doi : 10.1016/s0021-9258 (18) 77163-9 . PMID 2203758 .
- ^ Seitz EM, Brockman JP, Sandler SJ, Clark AJ, Kowalczykowski SC (1998). «Рада белок - это гомолог белка архаального белка, который катализирует обмен цепи ДНК» . Гены Дев . 12 (9): 1248–53. doi : 10.1101/gad.12.9.1248 . PMC 316774 . PMID 9573041 .
- ^ Cox MM, Goodman MF, Kreuzer KN, Sherratt DJ, Sandler SJ, Marians KJ (2000). «Важность ремонта застопорившихся репликационных вилок». Природа . 404 (6773): 37–41. Bibcode : 2000natur.404 ... 37c . doi : 10.1038/35003501 . PMID 10716434 . S2CID 4427794 .
- ^ Crickard JB, Kaniecki K, Kwon Y, Sung P, Greene EC (2018). «Спонтанная самосегрегация ДНК-рекомбиназ РНК RAD51 и DMC1 внутри смешанных рекомбиназных филаментов» . Дж. Биол. Химический 293 (11): 4191–4200. doi : 10.1074/jbc.ra117.001143 . PMC 5858004 . PMID 29382724 .
- ^ Мюллер, Мэнди; Хутин, Стефани; Смотание, Оливер; Ли, Кэти Х.; Burlingame, AL; Глаунсингер, Бритт А. (2015-05-12). «Комплекс рибонуклеопротеина защищает мРНК интерлейкина-6 от деградации от различных герпесвирусных эндонуклеаз» . PLO -патогены . 11 (5): E1004899. doi : 10.1371/journal.ppat.1004899 . ISSN 1553-7366 . PMC 4428876 . PMID 25965334 .
- ^ Хоган, Даниэль Дж; Риордан, Даниэль П; Гербер, Андре П; Гершлаг, Даниэль; Браун, Патрик О (2016-11-07). «Разнообразные РНК-связывающие белки взаимодействуют с функционально связанными наборами РНК, что предполагает обширную регуляторную систему» . PLOS Биология . 6 (10): E255. doi : 10.1371/journal.pbio.0060255 . ISSN 1544-9173 . PMC 2573929 . PMID 18959479 .
- ^ Lukong, Kiven E.; Чанг, Кай-Вей; Кханджян, Эдуард В.; Ричард, Стефан (2008-08-01). «РНК-связывающие белки при генетическом заболевании человека». Тенденции в генетике . 24 (8): 416–425. doi : 10.1016/j.tig.2008.05.004 . ISSN 0168-9525 . PMID 18597886 .
- ^ «Рибонуклеопротеин» . www.uniprot.org . Получено 2016-11-07 .
- ^ Банк, данные белка RCSB. «Банк данных белка RCSB - RCSB PDB» . Архивировано с оригинала 2015-04-18 . Получено 2018-04-14 .
{{cite journal}}
: CITE Journal требует|journal=
( помощь ) - ^ Льюис, Бенджамин А.; Walia, Rasna R.; Тербилини, Майкл; Фергюсон, Джефф; Чжэн, Чарльз; Хеновар, Васант; Доббс, Дрена (2016-11-07). «PRIDB: база данных интерфейса белка -РНК» . Исследование нуклеиновых кислот . 39 (проблема базы данных): D277 - D282. doi : 10.1093/nar/gkq1108 . ISSN 0305-1048 . PMC 3013700 . PMID 21071426 .
- ^ Тушинска, Ирина; Мателска, Дорота; Магнус, Марцин; Chojnowski, Grzegorz; Каспрзак, Джоанна М.; Козловски, Лукаш П.; Дунин-Хоркик, Станислав; Bujnicki, Janusz M. (2014-02-01). «Вычислительное моделирование структур белковой РНК». Методы 65 (3): 310–319. Doi : 10.1016/j.meth 2013.09.014 . ISSN 1095-9130 . PMID 24083976 . S2CID 37061678 .
- ^ Fumitaka; Momose , . ОДИН ПЛОС
- ^ Baudin, F; Бах, C; Cusack, s; Ruigrok, RW (1994-07-01). «Структура вируса гриппа RNP. I. Нуклеопротеины вируса гриппа платает вторичная структура в РНК Panhandle и подвергает основания растворителю» . Embo Journal . 13 (13): 3158–3165. doi : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06614.x . ISSN 0261-4189 . PMC 395207 . PMID 8039508 .
- ^ «Смешанная болезнь соединительной ткани (MCTD) | Клиника Кливленда» . my.clevelandclinic.org . Получено 2016-11-07 .
- ^ Ruigrok, Rob WH; Крепин, Тибо; Колакофски, Дэн (2011). «Нуклеопротеины и нуклеокапсиды из РНК-вирусов с отрицательной цепью». Текущее мнение о микробиологии . 14 (4): 504–510. doi : 10.1016/j.mib.2011.07.011 . PMID 21824806 .