Сплайсосомная РНК U4
| Сплайсосомная РНК U4 | |
|---|---|
 Предсказанная вторичная структура и сохранение последовательности U4 | |
| Идентификаторы | |
| Символ | U4 |
| Рфам | RF00015 |
| Другие данные | |
| РНК Тип | Джин ; мяРНК ; сращивание |
| Домен(ы) | Эукариоты |
| ИДТИ | GO:0017070 GO:0000353 GO:0000351 GO:0005687 GO:0046540 |
| ТАК | ТАК: 0000393 |
| PDB Структуры | ПДБе |
Малая ядерная рибонуклеиновая кислота U4 (мяРНК U4) представляет собой некодирующий компонент РНК основной или U2-зависимой сплайсосомы – эукариотической молекулярной машины , участвующей в сплайсинге пре- мРНК . Он образует дуплекс с U6 , и при каждом раунде сплайсинга он вытесняется из мяРНК U6 (и сплайсосомы) АТФ-зависимым образом, позволяя U6 повторно сворачиваться и создавать активный центр для катализа сплайсинга . Процесс переработки с участием белка Brr2 высвобождает U4 из U6, а белок Prp24 повторно отжигает U4 и U6. со связывающим белком . Решена кристаллическая структура 5'-стебель-петли U4 в комплексе [ 1 ]
Биологическая роль
[ редактировать ]Было показано, что мяРНК U4 существует в ряде различных форматов, включая: связанную с белками в виде небольшого ядерного рибонуклеарного белка мяРНП ; [ 2 ] связан с мяРНК U6 в ди-мяРНП, [ 3 ] а также участвует как в мяРНК U6, так и в мяРНК U5 в три-мяРНП. [ 4 ] [ 5 ] Было предложено, чтобы разные форматы совпадали с разными временными событиями в активности пента-мяРНП. [ 6 ] или в качестве промежуточных продуктов в поэтапной модели сборки и активности сплайсосом. [ 7 ]
мяРНК U4 (и ее вероятный аналог snR14 у дрожжей). [ 8 ] ) было показано, что он не участвует непосредственно в специфической каталитической активности реакции сплайсинга, [ 9 ] и вместо этого предлагается действовать как регулятор мяРНК U6. мяРНК U4 ингибирует активность сплайсосом во время сборки за счет комплементарного спаривания оснований между мяРНК U6 в двух высококонсервативных участках ствола. [ 10 ] Предполагается, что это взаимодействие спаривания оснований предотвращает сборку мяРНК U6 с мяРНК U2 в конформацию, необходимую для каталитической активности. [ 11 ] Если мяРНК U4 разрушается и тем самым удаляется из сплайсосомы, сплайсинг фактически останавливается. [ 12 ] МпРНК U4 и U6 явно необходимы для сплайсинга in vitro. [ 13 ]
Структура
[ редактировать ]
Предполагается, что вторичная структура мяРНК U4 изменяется в зависимости от ее взаимодействия с мяРНК U6. [ 7 ] Несколько экспериментов с использованием рентгеновской кристаллографии . [ 1 ] [ 14 ] ЯМР , [ 15 ] и химическая модификация зондирование структуры РНК [ 16 ] указывают на то, что вторичная структура мяРНК U4 содержит несколько консервативных мотивов, [ 17 ] которые выполняют структурную, а также промежуточную роль в установлении взаимодействия с другими компонентами сплайсинга. Предполагаемая вторичная структура спаривания оснований мяРНК U4/U6, показанная на рисунке 2, консервативна у разнообразного набора организмов, что указывает на древнее происхождение механизма сплайсинга. [ 18 ] Ранее было показано, что высококонсервативная кинкед-петля участвует в специфических белковых взаимодействиях. [ 1 ] [ 19 ]
Взаимодействия
[ редактировать ]мяРНК U4 должна быть вытеснена из мяРНК U6 в АТФ-зависимом процессе с участием белка Brr2 - прежде чем сплайсосома станет активной. [ 9 ] [ 20 ] [ 21 ] Был предложен цикл, включающий как Brr2, так и белок prp24, который избирательно повторно отжигает U4 с мяРНК U6. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] Кольцо белков Sm окружает консервативную область мяРНК U4 вблизи 3'-конца, которая, как ожидается, будет способствовать благоприятному взаимодействию между различными мяРНП, а также, возможно, защищать мяРНК U4 от деградации ферментами РНКазы . [ 25 ] [ 26 ] Идентифицировано более 100 белков, которые участвуют в сплайсосомном пути, известно также, что несколько белков различного размера взаимодействуют с мяРНП U4. [ 27 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Видович И., Ноттротт С., Хартмут К., Люрманн Р., Фикнер Р. (декабрь 2000 г.). «Кристаллическая структура сплайсосомного белка массой 15,5 кДа, связанного с фрагментом мяРНК U4» . Мол. Клетка . 6 (6): 1331–42. дои : 10.1016/S1097-2765(00)00131-3 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-F75C-F . ПМИД 11163207 .
- ^ Рагунатан П.Л., Гатри С. (июль 1998 г.). «Раскручивание РНК в мяРНП U4/U6 требует гидролиза АТФ и фактора сплайсинга DEIH-бокса Brr2» . Курс. Биол . 8 (15): 847–55. дои : 10.1016/S0960-9822(07)00345-4 . ПМИД 9705931 . S2CID 14302377 .
- ^ Брингманн П., Аппель Б., Ринке Дж., Ройтер Р., Тайссен Х., Люрманн Р. (июнь 1984 г.). «Доказательства существования мяРНК U4 и U6 в одном рибонуклеопротеиновом комплексе и их ассоциации путем межмолекулярного спаривания оснований» . ЭМБО Дж . 3 (6): 1357–63. дои : 10.1002/j.1460-2075.1984.tb01977.x . ПМК 557523 . ПМИД 6204860 .
- ^ Блэк Д.Л., Пинто А.Л. (август 1989 г.). «Малый ядерный рибонуклеопротеин U5: анализ структуры РНК и АТФ-зависимое взаимодействие с U4/U6» . Мол. Клетка. Биол . 9 (8): 3350–9. дои : 10.1128/MCB.9.8.3350 . ПМК 362380 . ПМИД 2552294 .
- ^ Стивенс С.В., Барта И., Ге Х.И., Мур Р.Э., Янг М.К., Ли Т.Д., Абельсон Дж. (ноябрь 2001 г.). «Биохимический и генетический анализ малых ядерных рибонуклеопротеинов U5, U6 и U4/U6 x U5 из Saccharomyces cerevisiae» . РНК . 7 (11): 1543–53. ПМК 1370197 . ПМИД 11720284 .
- ^ Стивенс С.В., Райан Д.Е., Ге Х.И., Мур Р.Э., Янг М.К., Ли Т.Д., Абельсон Дж. (январь 2002 г.). «Состав и функциональная характеристика пента-мяРНП сплайсосом дрожжей» . Мол. Клетка . 9 (1): 31–44. дои : 10.1016/S1097-2765(02)00436-7 . ПМИД 11804584 .
- ^ Jump up to: а б Ченг С.К. , Абельсон Дж. (ноябрь 1987 г.). «Сборка сплайсосом у дрожжей» . Генс Дев . 1 (9): 1014–27. дои : 10.1101/gad.1.9.1014 . ПМИД 2962902 .
- ^ Силициано П.Г., Броу Д.А., Ройха Х., Гатри С. (август 1987 г.). «Незаменимая мяРНК из S. cerevisiae обладает свойствами, предсказанными для U4, включая взаимодействие с U6-подобной мяРНК». Клетка . 50 (4): 585–92. дои : 10.1016/0092-8674(87)90031-6 . ПМИД 2440583 . S2CID 9476222 .
- ^ Jump up to: а б Йен С.Л., Лин Р.Дж. (ноябрь 1991 г.). «Малая ядерная РНК U4 диссоциирует от сплайсосомы дрожжей и не участвует в последующей реакции сплайсинга» . Мол. Клетка. Биол . 11 (11): 5571–7. дои : 10.1128/MCB.11.11.5571 . ПМК 361927 . ПМИД 1833635 .
- ^ Гатри С., Паттерсон Б. (1988). «Сплайсосомные мяРНК». Анну. Преподобный Жене . 22 : 387–419. дои : 10.1146/annurev.ge.22.120188.002131 . ПМИД 2977088 .
- ^ Мадхани Х.Д., Гатри С. (ноябрь 1992 г.). «Новое взаимодействие спаривания оснований между мяРНК U2 и U6 предполагает механизм каталитической активации сплайсосомы». Клетка . 71 (5): 803–17. дои : 10.1016/0092-8674(92)90556-R . ПМИД 1423631 . S2CID 6407709 .
- ^ Бергет С.М., Робберсон Б.Л. (август 1986 г.). «Малые ядерные рибонуклеопротеины U1, U2 и U4/U6 необходимы для сплайсинга in vitro, но не для полиаденилирования». Клетка . 46 (5): 691–6. дои : 10.1016/0092-8674(86)90344-2 . ПМИД 2427201 . S2CID 44660539 .
- ^ Блэк Д.Л., Стейц Дж.А. (август 1986 г.). «Сплайсинг пре-мРНК in vitro требует интактного малого ядерного рибонуклеопротеина U4/U6» . Клетка . 46 (5): 697–704. дои : 10.1016/0092-8674(86)90345-4 . ПМИД 2427202 . S2CID 2899820 .
- ^ Камбах С., Уок С., Нагай К. (апрель 1999 г.). «Структура и сборка сплайсосомных малых ядерных рибонуклеопротеиновых частиц». Курс. Мнение. Структура. Биол . 9 (2): 222–30. дои : 10.1016/S0959-440X(99)80032-3 . ПМИД 10322216 .
- ^ Комолли Л.Р., Ульянов Н.Б., Сото А.М., Марки Л.А., Джеймс Т.Л., Гмайнер В.Х. (октябрь 2002 г.). «ЯМР-структура 3'-стебель-петли мяРНК U4 человека» . Нуклеиновые кислоты Рез . 30 (20): 4371–9. дои : 10.1093/nar/gkf560 . ПМЦ 137124 . ПМИД 12384583 .
- ^ Мужен А., Готшальк А., Фабрицио П., Люрманн Р., Бранлант С. (апрель 2002 г.). «Прямое исследование структуры РНК и РНК-белковых взаимодействий в очищенных сплайсосомных частицах U4/U6.U5 клеток HeLa и дрожжевых три-мяРНП». Дж. Мол. Биол . 317 (5): 631–49. дои : 10.1006/jmbi.2002.5451 . ПМИД 11955014 .
- ^ Ли Л, Отаке ЛР, Сюй Ю, Михаэли С (январь 2000 г.). «Транс-сплайсосомная РНК U4 из моногенетической трипаносоматиды Leptomonas collosoma. Клонирование и идентификация транскрибируемого трна-подобного элемента, который контролирует его экспрессию» . Ж. Биол. Хим . 275 (4): 2259–64. дои : 10.1074/jbc.275.4.2259 . ПМИД 10644672 .
- ^ Искьердо Х.М., Валькарсель Х. (июль 2006 г.). «Простой принцип, объясняющий эволюцию сплайсинга пре-мРНК» . Генс Дев . 20 (13): 1679–84. дои : 10.1101/gad.1449106 . ПМИД 16818600 .
- ^ Бун К.Л., Норман К.М., Грейнджер Р.Дж., Ньюман А.Дж., Беггс Дж.Д. (февраль 2006 г.). «Вскрытие Prp8p выявляет доменную структуру и сайты взаимодействия белков» . РНК . 12 (2): 198–205. дои : 10.1261/rna.2281306 . ПМЦ 1370899 . ПМИД 16373487 .
- ^ Бленкоу Б.Дж., Спроат Б.С., Райдер У., Барабино С., Ламонд А.И. (ноябрь 1989 г.). «Антисмысловое зондирование мяРНП человека U4/U6 биотинилированными олигонуклеотидами РНК 2'-OMe». Клетка . 59 (3): 531–9. дои : 10.1016/0092-8674(89)90036-6 . ПМИД 2478298 . S2CID 45969803 .
- ^ Jump up to: а б Рагунатан П.Л., Гатри С. (февраль 1998 г.). «Фактор сплайсосомной рециркуляции, который повторно отжигает небольшие частицы ядерного рибонуклеопротеина U4 и U6». Наука . 279 (5352): 857–60. Бибкод : 1998Sci...279..857R . дои : 10.1126/science.279.5352.857 . ПМИД 9452384 .
- ^ Фортнер Д.М., Трой Р.Г., Броу Д.А. (январь 1994 г.). «Стебель/петля в РНК U6 определяет конформационный переключатель, необходимый для сплайсинга пре-мРНК» . Генс Дев . 8 (2): 221–33. дои : 10.1101/gad.8.2.221 . ПМИД 8299941 .
- ^ Джандрозиц А., Гатри С. (февраль 1995 г.). «Доказательства наличия сайта связывания Prp24 в мяРНК U6 и в предполагаемом промежуточном продукте при отжиге мяРНК U6 и U4» . ЭМБО Дж . 14 (4): 820–32. дои : 10.1002/j.1460-2075.1995.tb07060.x . ПМЦ 398149 . ПМИД 7882985 .
- ^ Гетти А, Компания М, Абельсон Дж (апрель 1995 г.). «Специфичность связывания Prp24 с РНК: роль Prp24 в динамическом взаимодействии мяРНК U4 и U6» . РНК . 1 (2): 132–45. ПМК 1369067 . ПМИД 7585243 .
- ^ Урлауб Х., Рейкер В.А., Костка С., Люрманн Р. (январь 2001 г.). «Взаимодействие белка Sm и сайта Sm РНК внутри внутреннего кольца сплайсосомной основной структуры мяРНП» . ЭМБО Дж . 20 (1–2): 187–96. дои : 10.1093/emboj/20.1.187 . ПМК 140196 . ПМИД 11226169 .
- ^ Старк Х., Дубе П., Люрманн Р., Кастнер Б. (январь 2001 г.). «Расположение РНК и белков в маленькой ядерной рибонуклеопротеиновой частице сплайсосомы U1». Природа . 409 (6819): 539–42. Бибкод : 2001Natur.409..539S . дои : 10.1038/35054102 . ПМИД 11206553 . S2CID 4421636 .
- ^ Ноттротт С., Урлауб Х., Люрманн Р. (октябрь 2002 г.). «Иерархические кластерные белковые взаимодействия с мяРНК U4/U6: биохимическая роль белков U4/U6» . ЭМБО Дж . 21 (20): 5527–38. дои : 10.1093/emboj/cdf544 . ПМК 129076 . ПМИД 12374753 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Звиб, К. (1997). «База данных мРНК» . Нуклеиновые кислоты Рез . 25 (1): 102–103. дои : 10.1093/нар/25.1.102 . ПМК 146409 . ПМИД 9016512 .
- Томас, Дж; Утечка; Цукер-Апризон Е; Блюменталь Т. (1990). «Сплайсосомальные мяРНК Caenorhabditis elegans» . Нуклеиновые кислоты Рез . 18 (9): 2633–2642. дои : 10.1093/нар/18.9.2633 . ПМК 330746 . ПМИД 2339054 .