Белковый комплекс, связывающий ядерный кэп
| белковый комплекс, связывающий ядерный кэп | |
|---|---|
 Кристаллическая структура комплекса, связывающего ядерный колпачок человека. [ 1 ] | |
| Идентификаторы | |
| Символ | НЦБП1 |
| Альт. символы | НЦБП |
| ген NCBI | 4686 |
| HGNC | 7658 |
| RefSeq | НМ_002486 |
| Другие данные | |
| Локус | 9 q34.1 |
| Субъединица 2 белка, связывающего ядерный кэп, 20 кДа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | НЦБП2 | ||
| ген NCBI | 22916 | ||
| HGNC | 7659 | ||
| МОЙ БОГ | 605133 | ||
| RefSeq | НМ_007362 | ||
| ЮниПрот | P52298 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | 3 q29 | ||
| |||
Белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, представляет собой РНК-связывающий белок , который связывается с 5'-кэпом пре -мРНК . Кэп и белок, связывающий ядерный кэп, выполняют множество функций в биогенезе мРНК , включая сплайсинг, образование 3'-конца путем стабилизации взаимодействия механизма процессинга 3'-конца, ядерный экспорт и защиту транскриптов от деградации нуклеазой. [ 2 ] Во время экспорта мРНК белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, рекрутирует рибосомы, чтобы начать первый раунд трансляции. [ 3 ] Когда РНК экспортируется в цитоплазму, белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, заменяется комплексом, связывающим цитоплазматический кэп. Комплекс, связывающий ядерный кэп, представляет собой функциональный гетеродимер и состоит из Cbc1/Cbc2 у дрожжей и CBP20/CBP80 у многоклеточных эукариот. Белковый комплекс, связывающий ядерный кэп человека, представляет собой большую субъединицу CBP80, состоящую из 757 аминокислотных остатков. Его вторичная структура содержит примерно шестьдесят процентов спирального и один процент бета-листа в нити. Малая субъединица CBP20 имеет 98 аминокислотных остатков . Его вторичная структура содержит примерно двадцать процентов спиральной и двадцать четыре процента бета-листа нити. [ 1 ] Белковый комплекс, связывающий ядерный кэп человека, играет важную роль в созревании пре- мРНК , богатых урацилом и малых ядерных РНК . [ 4 ]
Структура
[ редактировать ]У эукариот белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, представляет собой гетеродимер, состоящий из двух субъединиц: CBP80 и CBP20. Субъединица CBP20 связывается с кэпом, тогда как CBP80 обеспечивает связывание кэпа с высоким сродством. CBP80 представляет собой суперспиральную структуру и состоит из трех доменов, соединенных двумя линкерами. Домен 1 CBP80 играет важную роль в кэп-зависимой трансляции мРНК. CBP80 обеспечивает высокоаффинное связывание кэпа за счет стабилизации N-концевой петли CBP20, которая фиксирует белковый комплекс, связывающий кэп, в состояние высокоаффинного кэп-связывания. CBP20 состоит из С-конца, домена RNP и N-конца. CBP20 претерпевает конформационные изменения, когда он связывается с пре-мРНК, он переходит из открытого состояния в закрытое, свернутое состояние. Конформационное изменение является результатом шарнирного движения N-конца от альфа-спиралей в петле α2–α3 к β-листам. В области RNP CBP20 в связанном и несвязанном состояниях изменений мало, что указывает на то, что эта область может действовать как начальный сайт связывания для структуры кэпа. [ 5 ]
Роль в переводе
[ редактировать ]У млекопитающих кэп-связывающий комплекс может управлять и необходим для инициации трансляции мРНК посредством трансляции, зависимой от кэп-связывающего комплекса. Зависимая от кэп-связывающего комплекса трансляция играет важную роль в синтезе белка и наблюдении за мРНК. Трансляция мРНК, связанной с ядерным кэп-связывающим комплексом, служит для контроля качества экспрессии генов, тогда как трансляция мРНК, связанных с eIF4E, служит для производства большинства белков. [ 6 ] Однако обе эти мРНК используют многие из одних и тех же факторов инициации трансляции; такие как PABPC1, eIF4G, eIF3, eIF4B, eIF4A и eIF2. [ 6 ] [ 7 ] Трансляция начинается, когда субъединица рибосомы 40S связывается с белковым комплексом, связывающим ядерный кэп, и находит стартовый кодон посредством сканирующего комплекса в направлении от 5' к 3'. Первый раунд трансляции в первую очередь опосредован белковым комплексом, связывающим ядерный кэп, поскольку свежесинтезированная мРНК имеет 5'-концевой кэп, который связан с белковым комплексом, связывающим ядерный кэп. [ 8 ] Сайт связывания кэпа белкового комплекса, связывающего ядерный кэп, необходимо регулировать, чтобы пре-мРНК могла потерять этот комплекс и стать зрелой РНК. [ 5 ] В некоторых случаях комплекс, связывающий ядерный кэп, заменяется eIF4E независимым от трансляции способом, чтобы продолжить трансляцию мРНК. Чтобы завершить создание зрелой мРНК, белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, связывается с кэп-структурой 5'-m7GpppN, затем кэп-структура связывается с эукариотическим фактором инициации трансляции 4E (eIF4E), который управляет стационарными циклами трансляции мРНК. Этот процесс трансляции меняется с трансляции, зависимой от комплекса кэп-связывания, на трансляцию, зависимую от eIF4E. [ 8 ]
Роль в обеспечении качества
[ редактировать ]Обеспечение качества во время пионерского тура
[ редактировать ]Белковый комплекс, связывающий ядерный кэп, поддерживает первый раунд трансляции мРНК, этот первый раунд важен для контроля качества мРНК. Пионерский раунд состоит из загрузки одной или нескольких рибосом, в зависимости от эффективности инициации трансляции и длины открытой рамки считывания трансляции, с целью удаления преждевременных стоп-кодонов. [ 6 ] [ 9 ] Считается, что субъединица CBP80 может быть эффектором пионерской стадии, поскольку связывание ядерного кэп-связывающего белкового комплекса с кэп-сайтом стимулируется факторами роста во время фазы G1/S. [ 7 ]
Обеспечение качества посредством бессмысленного распада
[ редактировать ]Комплекс, связывающий ядерный кэп, играет большую роль в контроле качества мРНК, чем в реальном синтезе белка. [ 8 ] Один из способов контроля качества — это распад, опосредованный бессмысленностью. Нонсенс-опосредованный распад – это когда дефектные мРНК со слишком ранними стоп-кодонами распознаются комплексом SURF и подавляются. [ 3 ] [ 7 ] Считается, что нонсенс-опосредованный распад запускается, когда первая рибосома, которая транслировала мРНК, связанную с новым комплексом белка, связывающего ядерный кэп, имеет стоп-кодон, который находится более чем на 50-55 нуклеотидов выше экзона, несущего комплекс экзон-переход. экзонное соединение. [ 7 ] Комплекс, связывающий ядерный кэп, имеет решающее значение для нонсенс-опосредованного распада, поскольку он составляет мРНП, содержащую комплекс экзон-переход, и поскольку CBP80 напрямую взаимодействует с нонсенс-опосредованным фактором распада, сдвигом рамки 1 (UPF1), который усиливает эффективность. всего процесса. Комплекс, связывающий ядерный кэп, в значительной степени важен в этом процессе, поскольку было обнаружено, что нонсенс-опосредованный распад обнаруживается только в мРНК, связанной с комплексом, связывающим ядерный кэп. [ 6 ]
Стрессовые состояния
[ редактировать ]Было обнаружено, что на трансляцию, зависимую от комплекса, связывающего ядерный кэп, относительно не влияют определенные стрессоры окружающей среды, такие как гипоксия, тепловой шок или условия сывороточного голодания, в то время как было обнаружено, что eIF4E-зависимая трансляция сильно страдает. [ 7 ] [ 8 ] При тепловом шоке и в условиях нехватки сыворотки трансляция, зависимая от комплекса связывания ядерного кэпа, имеет большое преимущество перед трансляцией, зависимой от eIF4E. [ 10 ] [ 11 ] Это может означать, что трансляция, зависимая от комплекса связывания ядерного кэпа, потенциально может поддерживать трансляцию в условиях высокого стресса. [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б ВВП : 1H6K ; Мацца С., Оно М., Сегреф А., Маттай И.В., Кьюсак С. (август 2001 г.). «Кристаллическая структура комплекса связывания ядерной кепки человека» . Молекулярная клетка . 8 (2): 383–396. дои : 10.1016/S1097-2765(01)00299-4 . ПМИД 11545740 .
- ^ Рачинска К.Д., Симпсон К.Г., Чеселка А., Шевц Л., Левандовска Д., Макникол Дж. и др. (январь 2010 г.). «Участие белкового комплекса, связывающего ядерный кэп, в альтернативном сплайсинге Arabidopsis thaliana» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (1): 265–278. дои : 10.1093/nar/gkp869 . ПМК 2800227 . ПМИД 19864257 .
- ^ Перейти обратно: а б Чхве Дж., О Н., Пак С., Ли Ю.К., Сонг ОК, Локер Н. и др. (май 2012 г.). «Инициация трансляции на мРНК, связанных с белковым комплексом, связывающим ядерный кэп CBP80/20, требует взаимодействия между CBP80/20-зависимым фактором инициации трансляции и эукариотическим фактором инициации трансляции 3g» . Журнал биологической химии . 287 (22): 18500–18509. дои : 10.1074/jbc.M111.327528 . ПМЦ 3365721 . ПМИД 22493286 .
- ^ Мацца С., Сегреф А., Маттай И.В., Кьюсак С. (октябрь 2002 г.). «Крупномасштабное индуцированное распознавание аналога кэпа m(7)GpppG человеческим комплексом, связывающим ядерный кэп» . Журнал ЭМБО . 21 (20): 5548–5557. дои : 10.1093/emboj/cdf538 . ПМК 129070 . ПМИД 12374755 .
- ^ Перейти обратно: а б Калеро Дж., Уилсон К.Ф., Ли Т., Риос-Штайнер Дж.Л., Кларди Дж.К., Черионе Р.А. (декабрь 2002 г.). «Структурная основа связывания m7GpppG с белковым комплексом, связывающим ядерный кэп». Структурная биология природы . 9 (12): 912–917. дои : 10.1038/nsb874 . ПМИД 12434151 . S2CID 37901456 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Искен О., Макват Л.Е. (сентябрь 2008 г.). «Множество жизней факторов NMD: балансирование ролей в регуляции генов и геномов» . Обзоры природы. Генетика . 9 (9): 699–712. дои : 10.1038/nrg2402 . ПМЦ 3711694 . ПМИД 18679436 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Макват Л.Е., Тарн, Вайоминг, Искен О (август 2010 г.). «Пионерский этап перевода: особенности и функции» . Клетка . 142 (3): 368–374. дои : 10.1016/j.cell.2010.07.022 . ПМЦ 2950652 . ПМИД 20691898 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Рю И, Ким Ю.К. (апрель 2017 г.). «Инициация трансляции, опосредованная белковым комплексом, связывающим ядерный кэп» . Отчеты БМБ . 50 (4): 186–193. дои : 10.5483/bmbrep.2017.50.4.007 . ПМЦ 5437962 . ПМИД 28088948 .
- ^ Искен О, Ким Ю.К., Хосода Н., Майер Г.Л., Херши Дж.В., Макват Л.Е. (апрель 2008 г.). «Фосфорилирование Upf1 запускает репрессию трансляции во время нонсенс-опосредованного распада мРНК» . Клетка . 133 (2): 314–327. дои : 10.1016/j.cell.2008.02.030 . ПМК 4193665 . ПМИД 18423202 .
- ^ О Н, Ким К.М., Чо Х, Чой Дж., Ким Ю.К. (октябрь 2007 г.). «Пионерский раунд трансляции происходит во время сывороточного голодания». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 362 (1): 145–151. дои : 10.1016/j.bbrc.2007.07.169 . ПМИД 17693387 .
- ^ Марин-Винадер Л., ван Генесен С.Т., Лубсен Н.Х. (ноябрь 2006 г.). «мРНК, образующаяся во время теплового шока, вступает в первый раунд трансляции». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Структура и экспрессия генов . 1759 (11–12): 535–542. дои : 10.1016/j.bbaexp.2006.10.003 . ПМИД 17118471 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- ядерный+кэп-связывающий+белковый+комплекс в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)