Рибонуклеаза Т
| Рибонуклеаза Т | |||
|---|---|---|---|
 Димер рибонуклеазы Т в комплексе с ДНК (оранжевый) из PDB ID 3NH1. [ 1 ] | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | рнт | ||
| Пфам | PF00929 | ||
| ИнтерПро | ИПР013520 | ||
| УМНЫЙ | SM00479 | ||
| |||
Рибонуклеаза Т ( РНКаза Т , экзонуклеаза Т , экзо Т ) — рибонуклеаза, фермент участвующий в созревании транспортной РНК и рибосомальной РНК у бактерий . [ 2 ] а также в репарации ДНК . путях [ 3 ] Он является членом DnaQ семейства экзонуклеаз и непроцессивно действует на 3'- конец одноцепочечных нуклеиновых кислот . РНКаза Т способна расщеплять как ДНК , так и РНК , с чрезвычайной специфичностью последовательности, дискриминируя цитозин на 3'-конце субстрата . [ 1 ] [ 2 ]
Структура и механизм
[ редактировать ]РНКаза Т катализирует удаление нуклеотидов с 3'-конца как РНК, так и ДНК. Он ингибируется как двухцепочечной ДНК, так и РНК, а также остатками цитозина на 3'-конце РНК. Два цитозина на 3'-конце РНК, по-видимому, полностью устраняют активность РНКазы Т. [ 3 ] Однако этот эффект цитозина наблюдается в меньшей степени при использовании оцДНК. Отсутствие специфичности последовательности оцДНК в сочетании с ее способностью действовать на оцДНК вблизи дуплексной области привело к ее использованию для создания тупых концов для клонирования ДНК. [ 4 ] Структурно РНКаза Т существует в виде антипараллельного димера. [ 5 ] [ 6 ] и для функционирования требуется двухвалентный катион. [ 7 ]
РНКаза Т способна достигать своей специфичности последовательности при расщеплении РНК за счет нескольких ароматических остатков, расположенных между азотистыми основаниями. π - π -взаимодействия между четырьмя остатками фенилаланина и двумя нуклеотидами на 3'-конце различаются в зависимости от идентификации нуклеотидов, что меняет конформацию и, следовательно, активность фермента. [ 8 ] Дополнительный остаток глутаминовой кислоты вращается, образуя водородную связь с цитозином, а не другими основаниями, что еще больше увеличивает специфичность. [ 9 ]
Функция
[ редактировать ]Член более крупного семейства экзорибонуклеаз DEDD, РНКаза Т играет ключевую роль в созревании тРНК. [ 10 ] а также созревание 5S [ 11 ] и 23S [ 12 ] Домены рРНК. В частности, РНКаза Т отщепляет остаток 3'- АМФ от 3'-последовательности CCA на конце тРНК, что объясняет специфичность последовательности РНКазы Т в отношении остановки на 3'-последовательности CC. [ 13 ] Кроме того, РНКаза Т может играть роль в репарации ДНК, расщепляя 3'-конец выпуклой ДНК. [ 3 ]
Хотя E. coli может выжить без РНКазы Т, ее отсутствие приводит к замедлению жизненного цикла и ослаблению реакции на голодание. [ 14 ] Кроме того, наличие РНКазы Т в E. coli связано с повышенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. [ 15 ] Было высказано предположение, что, хотя другие рибонкулазы могут выполнять функцию РНКазы Т, тот факт, что РНКаза Т более эффективна при расщеплении ДНК и РНК вблизи двухцепочечных областей, означает, что альтернативы менее эффективны. [ 16 ] Несмотря на очевидную полезность РНКазы Т, этот фермент обнаружен только у гаммапротеобактерий . [ 17 ]
В E. coli РНКаза Т кодируется геном rnt и, как предполагается, отделилась от корректирующих субъединиц полимеразы III во время появления гаммапротеобактерий. [ 16 ] [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Сяо Ю., Дух Ю., Чен Ю.П., Ван Ю.Т., Юань Х.С. (сентябрь 2012 г.). «Как экзонуклеаза решает, где остановиться при обрезке нуклеиновых кислот: кристаллические структуры комплексов РНКазы Т-продукт» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (16): 8144–54. дои : 10.1093/nar/gks548 . ПМЦ 3439924 . ПМИД 22718982 .
- ^ Перейти обратно: а б Цзо Ю, член парламента Германии (август 2002 г.). «Физиологическая роль РНКазы Т может быть объяснена ее необычной субстратной специфичностью» . Журнал биологической химии . 277 (33): 29654–61. дои : 10.1074/jbc.M204252200 . ПМИД 12050169 .
- ^ Перейти обратно: а б с Сяо Ю.И., Фан В.Х., Ли К.С., Чен Ю.П., Юань Х.С. (март 2014 г.). «Структурные данные о репарации ДНК с помощью РНКазы Т - экзонуклеазы, обрабатывающей 3'-конец структурированной ДНК в путях репарации» . ПЛОС Биология . 12 (3): e1001803. дои : 10.1371/journal.pbio.1001803 . ПМЦ 3942315 . ПМИД 24594808 .
- ^ Цзо Ю, член парламента Германии (октябрь 1999 г.). «ДНКазная активность РНКазы Т и ее применение для клонирования ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 27 (20): 4077–82. дои : 10.1093/нар/27.20.4077 . ПМК 148676 . ПМИД 10497273 .
- ^ Ли З., Жан Л., депутат парламента Германии (январь 1996 г.). «РНКаза Т Escherichia coli функционирует in vivo как димер, зависящий от цистеина 168» . Журнал биологической химии . 271 (2): 1133–7. дои : 10.1074/jbc.271.2.1133 . ПМИД 8557641 .
- ^ Цзо И., Чжэн Х., Ван Ю., Хрущ М., Цимборовский М., Скарина Т. и др. (апрель 2007 г.). «Кристаллическая структура РНКазы Т, экзорибонуклеазы, участвующей в созревании и обороте концов тРНК» . Структура . 15 (4): 417–28. дои : 10.1016/j.str.2007.02.004 . ЧВК 1907377 . ПМИД 17437714 .
- ^ Член парламента Германии, Марлор CW (июнь 1985 г.). «Очистка и характеристика РНКазы Т Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 260 (11): 7067–71. дои : 10.1016/S0021-9258(18)88888-3 . ПМИД 3888994 .
- ^ Ду Ю, Сяо Ю Ю, Ли С. Л., Хуан Дж. К., Юань Х. С. (декабрь 2015 г.). «Ароматические остатки в РНКазе Т складываются с азотистыми основаниями для управления специфичным для последовательности распознаванием и расщеплением нуклеиновых кислот» . Белковая наука . 24 (12): 1934–41. дои : 10.1002/pro.2800 . ПМЦ 4815224 . ПМИД 26362012 .
- ^ Сяо Ю., Ян CC, Линь CL, Линь Дж.Л., Дух Ю, Юань Х.С. (апрель 2011 г.). «Структурная основа обрезки РНК с помощью РНКазы Т при стабильном созревании 3'-конца РНК». Химическая биология природы . 7 (4): 236–43. дои : 10.1038/nchembio.524 . ПМИД 21317904 .
- ^ Ли З., депутат парламента Германии (август 1996 г.). «Пути созревания предшественников тРНК E. coli: случайный мультиферментный процесс in vivo» . Клетка . 86 (3): 503–12. дои : 10.1016/s0092-8674(00)80123-3 . ПМИД 8756732 .
- ^ Ли З., депутат парламента Германии (июль 1995 г.). «Фермент процессинга тРНК РНКаза Т необходим для созревания 5S РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (15): 6883–6. Бибкод : 1995PNAS...92.6883L . дои : 10.1073/pnas.92.15.6883 . ПМК 41434 . ПМИД 7542780 .
- ^ Ли З., Пандит С., депутат парламента Германии (январь 1999 г.). «Для созревания 23S рибосомальной РНК необходима экзорибонуклеаза РНКаза Т» . РНК . 5 (1): 139–46. дои : 10.1017/s1355838299981669 . ПМЦ 1369746 . ПМИД 9917073 .
- ^ Член парламента Дойчера, Марлор К.В., Заневски Р. (июль 1984 г.). «Рибонуклеаза Т: новая экзорибонуклеаза, возможно, участвующая в конечном обороте тРНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (14): 4290–3. Бибкод : 1984PNAS...81.4290D . дои : 10.1073/pnas.81.14.4290 . ПМЦ 345573 . ПМИД 6379642 .
- ^ Келли К.О., депутат парламента Германии (октябрь 1992 г.). «Наличия только одной из пяти экзорибонуклеаз достаточно для поддержания роста Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 174 (20): 6682–4. дои : 10.1128/jb.174.20.6682-6684.1992 . ПМК 207653 . ПМИД 1400219 .
- ^ Вишванатан М., Ланжуин А., Ловетт С.Т. (март 1999 г.). «Идентификация РНКазы Т как высококопийного супрессора чувствительности к УФ-излучению, связанного с дефицитом экзонуклеазы одноцепочечной ДНК в Escherichia coli» . Генетика . 151 (3): 929–34. дои : 10.1093/генетика/151.3.929 . ПМЦ 1460521 . ПМИД 10049912 .
- ^ Перейти обратно: а б Беххофер Д.Х., депутат парламента Германии (июнь 2019 г.). «Бактериальные рибонуклеазы и их роль в метаболизме РНК» . Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 54 (3): 242–300. дои : 10.1080/10409238.2019.1651816 . ПМК 6776250 . ПМИД 31464530 .
- ^ Перейти обратно: а б Цзо Ю, депутат парламента Германии (март 2001 г.). «Суперсемейства экзорибонуклеаз: структурный анализ и филогенетическое распределение» . Исследования нуклеиновых кислот . 29 (5): 1017–26. дои : 10.1093/нар/29.5.1017 . ПМК 56904 . ПМИД 11222749 .
