Ribonükleazlar

Evcil sığırların ( Bos taurus ) RNase A'nın şerit modeli .

Ribonükleazlar veya için RNazlar Kısa ( de yanlış yazılı RNazlar ) olan enzimler katalize hidrolitik bölünmesini fosfodiester bağları içinde ribonükleik asit (RNA) zincirleri . Bu reaksiyon, RNA'nın işlenmesi ve parçalanmasının bir parçasıdır . RNazlar tüm canlılarda bulunur ve hücresel metabolizmanın vazgeçilmez bir parçasını oluşturur . İnsanlarda, bazıları birkaç alt birimden ( protein kompleksleri ) oluşan yaklaşık 50 RNaz bilinmektedir ; dokuz insan RNazı şu anda nadir kalıtsal hastalıklarla ilişkilidir .

RNazlar, nükleazlar sınıfına aittir . Saldırı noktasına ve reaksiyon ürününe göre sınıflandırılırlar. Yarılma, RNA zincirin ortasında oluşursa, endoribonükleazı katılmaktadırlar ise, exoribonucleases RNA zincirinin belirli son saldırı. Bu, 5'-fosfomonoesterler veya diğerleri ile sonuçlanabilir. IUBMIB nükleazlar hem RNA hem de DNA (3.1 yıkmak bu ise enzim Komisyonu, enzim kategorileri 3.1.26.- ve endonükleazlar ve eksonükleazlar için 3.1.13.- ve 3.1.14.- için 3.1.27.- ayırmıştır. 15.- ve 3.1.16.-) neredeyse hiç örnek bilinmemektedir. Tek sarmallı veya çift sarmallı RNA olabilir; bu kriter, RNazları ayırt etmek için uygun değildir.

işlevi

RNazlar, tümü riboza bir fosforik asit ester bağını kırarak zincir molekülü RNA'sını kesen çeşitli bir enzim grubu oluşturur. Başlangıçta tek veya çift sarmallı RNA veya RNA / DNA melezlerine saldırıp saldırmadıkları konusunda farklılık gösterirler. İşlev, spesifik olmayabilir veya belirli nükleotidlerin veya nükleotid dizilerinin konumu ile sınırlı olabilir. Geri dönüşüm önemli ama tek amaç değil. Örneğin, tRNA'nın ömrü, protein sentezinin gen düzenlemesi yoluyla kontrol edilebilmesi için sınırlandırılmalıdır . RNazlar ayrıca hücrenin kendi RNA'sının (esasen tRNA ve rRNA) işlenmesinde de rol alır . Dahası, RNazlar istilacı RNA virüslerinin genomunu yok edebilir ve böylece doğuştan gelen bağışıklık tepkisine katılabilir . Ribonükleazlar, dietil bikarbonat ile inhibe edilebilir .

patoloji

Polimorfizmler, nadir görülen kalıtsal hastalıklara yol açabilen dokuz insan RNazından bilinmektedir .

Gen adı RNase OMIM Kalıtsal hastalık
ANG Anjiyojenin 611895 Amiyotrofik lateral skleroz tip 9 riskinde artış
DİCER1 Dicer 606241 Erken çocukluk tümörü (pleuroplumonal blastomdur ) ve multinodüler guatr
DIS3L2 DIS3 benzeri ekzonükleaz 2 614184 Perlman sendromu
ELAC2 Fosfodiesteraz ELAC 2 605367 Artmış prostat kanseri riski
POP1 RNase alt birimi POP1 602486 Şiddetli osteokondrodisplazi
RNASEH2A RNase HII
(alt birim A)		 606034 Aicardi-Goutières sendromu tip 4
RNASET2 RNase T2 612944 Megalensefali olmayan kistik lökoensefalopati .
TSEN2 tRNA
bağlayıcı ribonükleaz (alt birim Sen2)		 608753 Pontoserebellar hipoplazi tip 2B
TSEN34 tRNA ekleme ribonükleaz
(alt birim Sen34)		 608754 Pontoserebellar hipoplazi tip 2C

Endoribonükleazlar

RNase A

RNaz A, tek sarmallı RNA'yı böler. İki pirimidin U ve C'yi tanır ve RNA zincirinde U veya C'yi takiben nükleotidin ribozunun 5 'pozisyonunda fosfodiester bağını keser . RNase A, diğer şeylerin yanı sıra terde bulunur ve aynı zamanda bir sindirim enzimidir . Bunu yaparken , vücuda bulaşabilecek RNA virüslerini de parçalar . Salgı terden RNaz vücudun savunma mekanizmalarından biridir. Bu salgılama, RNase A'nın çok sıklıkla hücre dışı olarak oluşan bir "çevresel nükleaz" olmasına yol açar .

Bir proteinin çarpıcı bir özelliği, yüksek ısı stabilitesidir: RNase A, denatüre etmeden pişirmeye (yani 100 ° C) dayanabilir . Yaygın olarak kullanılan bir laboratuvar reaktifidir. Ribonükleaz A, yapısı belirlenen ilk biyomoleküllerden biriydi. 1967'de iki takım bunu birbirinden bağımsız olarak başardı.

RNase B

RNaz B, RNaz A ile aynı amino asit dizisine sahiptir ve sadece bir N- glikosilasyonda farklılık gösterir ; bu, muhtemelen proteinin hidrofobik bir yüzeyini glikosilasyon ile koruyarak RNaz A'ya kıyasla RNaz B'nin protein katlanmasını hızlandırır .

RNaz H

RNase H, RNA-DNA heterodublekslerini tanıyan ve RNA bileşenini ortadan kaldıran spesifik olmayan bir endoribonükleazdır . RNA, enzime bağlı iki değerlikli bir metal iyonu yoluyla hidrolitik olarak bölünür . Diğerlerinin yanı sıra yerine getirir. ekli RNA primerini çıkararak DNA'nın replikasyonunda önemli bir işlev . İki alt türü vardır. RNase H1 monomeriktir ve dört ardışık ribonükleotidin 2'OH gruplarına bağlanır . İki vardır izoformları RNaz H1 , fonksiyonu bilinmeyen bir çekirdek izoform, bir mitokondriyal mitokondriyal DNA replikasyonu için gerekli olan bir izoformu. RNase H2, bir trimerik kompleks oluşturan üç protein RNASEH2A, RNASEH2B ve RNASEH2C'den oluşur; katalitik merkez, protein RNASEH2A'da bulunur.

Replikasyon sırasında, RNase H2, yanlışlıkla DNA'da yerleşik olan ve daha sonra doğru DNA monomerleri ile değiştirilen RNA monomerlerini ortadan kaldırır. Replikasyon sırasında, doğru deoksiribonükleotidler yerine karşılık gelen ribonükleotidler, birkaç binde bir frekansla birleştirilir. Onarım gereklidir çünkü RNA, kendiliğinden hidrolize DNA'dan çok daha duyarlıdır.

Yetersiz enzim aktivitesi varsa, örn. B. Üç protein geninden birindeki mutasyonlarla, kalan ribonükleotidler, zincir kırılmasına ve DNA segmentlerinin birikmesine kadar genom kararsızlığına yol açar. Bu olabilir kesme hücre döngüsü aktive p53 sinyal yolu ve yol için apoptoz . Birikmiş DNA segmentleri daha sonra olabilir provoke bir enflamatuar tepki ile doğuştan gelen bağışıklık sistemi , hangi karşılık patogenezi arasında Aicardi-Goutieres sendromu üç RNaz H2 genlerin birinin mutasyonlar gerçekten de çoğu zaman bulunan edildiği. Nakavt farede RNASEH2B eksikse , bu gastrulasyon sırasında bile erken embriyonik letaliteye yol açar .

RNaz P

RNase P, bir ribozimdir ; H. Enzimlerin büyük çoğunluğunun aksine, saf bir protein değildir, ancak etkili substrat tanıma sağlayan bir RNA alt birimine sahiptir. Bunların fonksiyonu sağlamak için ön-madde olarak dizisini işleme ait tRNA ayrılma. İki alt birimden oluşur.

Ekzoribonükleazlar

RNase R

RNaz R, bakterilerde mRNA'nın degradasyonunda rol oynayan bir 3 '→ 5' ekzoribonükleazdır.

RNase D

RNase D, tRNA'nın işlenmesinde yer alan bir 3 '→ 5' ekzoribonükleazdır.

Ayrıca bkz. Degradozom , eksozom , P-vücut .

Bireysel kanıt

  1. ↑ Gen Ontolojisi: Ribonükleaz aktivitesi (tanım)
  2. ^ Gen Ontolojisi: Ribonükleaz aktivitesi (çocukları)
  3. ↑ OrphaNet: Perlman Sendromu
  4. ↑ OrphaNet: CLWM
  5. ↑ Kartha G: Ribonükleazın tersiyer yapısı . İçinde: Doğa . 214, No. 5085, 1967, s. 234. doi : 10.1038 / 214234a0 . PMID 6034236 .
  6. ↑ Donald Voet, Judith G. Voet: Biochemistry, 4th Edition. John Wiley & Sons, 2010, ISBN 978-1-118-13993-6 . S. 381.
  7. ↑ Martin AM Reijns, Björn Rabe, Rachel E. Rigby, Pleasantine Mill, Katy R. Astell, Laura A. Lettice, Shelagh Boyle, Andrea Leitch, Margaret Keighren, Fiona Kilanowski, Paul S. Devenney, David Sexton, Graeme Grimes, Ian J. Holt, Robert E. Hill, Martin S. Taylor, Kirstie A. Lawson, Julia R. Dorin: Ribonükleotidlerin DNA'dan Enzimatik Çıkarılması Memeli Genom Bütünlüğü ve Gelişimi için Önemlidir . Cell 2012, Cilt 149, Sayı 5, 10 Mayıs 2012, s. 1008-1022, cell.com
  8. ↑ Jennifer A. Doudna, Thomas R. Cech: Doğal ribozimlerin kimyasal repertuarı . İçinde: Doğa . bant 418 , hayır. 6894 , 11 Temmuz 2002, s. 222–228 , doi : 10.1038 / 418222a ( nature.com [erişim tarihi 19 Kasım 2017]).

İnternet linkleri