МОЛОТКОВЫЙ РИБОЗИМ IN VIVO: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ

Аннотация:

РНК-катализ был впервые описан Altman и Cech на примере соответственно РНК-компонента РНКазы Р и интрона группы I. Эти беспрецедентные случаи белокнезависимого биохимического катализа покончили с монополией белков как катализаторов, и такие каталитически активные рибонуклеотиды были названы рибозимами. Среди выделенных с тех пор разнообразных рибозимов одним из самых маленьких является молотковый рибозим. Строение его каталитического мотива было установлено при сопоставлении нуклеотидных последовательностей некоторых вироидов и вирусоидов растений, которые в ходе репликации претерпевают сайтспецифическое аутокаталитическое расщепление [ИЗ]. Оказалось, что этот мотив состоит из трех двойных спиралей (I-Ill), соединенных двумя одноцепочечными участками и одним выпетливаемым нуклеотидом (см. рисунок) . В природных структурах два из двуспиральных доменов молоткового мотива завершаются петлями, так что акт катализа представляет собой внутримолекулярное (in cis) расщепление фосфодиэфирной связи с образованием в месте разрыва 2',3'-циклофосфата и 5'-гидроксила. Одноцепочечные участки образуют консервативный каталитический кор, в котором единственная вариация наблюдалась в положении 7 (см. рисунок). Напротив, первичная структура спиралей I-Ill для катализа несущественна, за исключением нуклеотидных пар, лежащих в основании стеблей II и III ; структурные предпосылки активности рибозимов подробно рассмотрены в обзоре . Петли, фланкирующие двуспиральные участки, могут быть удалены или заменены ненуклеотидными линкерами. Устранение одной из петель вызывает разделение единой саморасщепляющейся молекулы РНК на две части - расщепляемую (субстратную) и расщепляющую (ферментную), т. е. приводит к рибозиму, расщепляющему межмолекулярно (in trans). В этом случае ферментная цепь способна связывать и расщеплять множество субстратных цепей и, таким образом, осуществлять катализ аналогично ферментам белковой природы. Особое внимание было уделено рибозимам с открытыми стеблями I и III. При таком размыкании рибозима почти все консервативные нуклеотиды остаются в составе функционально активной (ферментной) цепи; два остающихся консервативных нуклеотида оказываются в расщепляемой цепи субстрата, входя в состав триплета, по которому происходит расщепление. Это делает возможным конструирование рибозима, потенциально активного против любой РНК, которая содержит расщепляемый триплет. В природе наиболее часто в этой функции встречается GUC, хотя наблюдались также GUA [67] и AUA [79]. С помощью мутагенеза было показано, что приемлемы также расщепляемые триплеты типа NUH (где N - любой нуклеотид, а Н соответствует A, U или С).

Авторы:

Издание: Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии
Год издания: 1999
Объем: 11с.
Дополнительная информация: 1999.-N 4.-С.16-26
Просмотров: 37