권총 리보자임

Pistol ribozyme

권총 리보자임은 특정 부위에서 자신의 분열을 촉매하는 RNA 구조이다.즉, 자기분해성 리보자임입니다.권총 리보자임은 비교 게놈 [1]분석을 통해 발견되었다.후속 생화학적 분석은 리보자임의 [2]추가적인 생화학적 특성을 결정했다.이러한 이해는 권총 리보자임의[3] 원자 분해능 결정 구조에 의해 더욱 진전되었다.

검출

주요 기사: RAGATH RNA 모티브

권총 리보자임은 생물정보학 전략에 의해 트위스터와 해머헤드 리보자임 또는 RAGATH와 관련된 유전자와 관련된 RNA로 발견되었다.

물리 속성

권총 리보자임의 물리적 특성에 대한 합의에 도달하기 위해 리보자임 관련 유전자 클래스와 박테리아 DNA 배열에서 권총 리보자임의 501개 고유 샘플 비교 분석이 수행되었다.

시퀀스

10개의 뉴클레오티드는 G5, A19, A20, A21, A31, A32, A33, G40, C41, G42의 많은 권총 리보자임들 사이에서 보존성이 높은 것으로 밝혀졌다.이러한 뉴클레오티드에 대한 돌연변이는 2차 구조를 교란시키고, 이것은 또한 그것의 촉매 능력을 교란시킨다.또한 가위 결합은 P2와 P3를 연결하는 접합부에 위치한 G53-U54 사이에 있는 것으로 확인되었다.이 두 뉴클레오티드의 동일성은 다를 수 있지만 접합부의 길이는 매우 [2]보존된 상태로 유지됩니다.

세컨더리 구조

권총 리보자임의 2차 구조는 보존성이 높은 것으로 관찰되었다.3개의 Watson-Crick 베이스 페어 스템이 있습니다.P1, P2, P3는 모두 루프로 연결되어 있습니다.P1의 루프와 P2와 P3를 [2]접속하는 접합부 사이에는 의사 노트 상호작용이 존재한다.

촉매 활동

메커니즘

권총 리보자임의 메커니즘은 자가 소거 반응 생성물의 식별을 통해 추론되었다.질량분석 결과, 제품에는 5'-히드록실기와 2', 3'-순환인산염 관능기가 포함되어 있는 것으로 밝혀졌다.반응 메커니즘은 G53-U54를 연결하는 인산염 결합에 대한 G53의 2'-OH 친핵성 공격을 수반하는 것으로 결론지어졌다.이 과정은 삼각쌍추형 펜타배위 인의 중심을 포함한다.G40의 N1은 G53의 친핵성 2'-OH를 활성화하는 일반적인 염기를 작용하고, G32는 [2]중간에서 발생하는 음전하를 중화시키는 일반적인 산 역할을 한다.

동력학

생리학적 pH 및 마그네슘 이온 농도 하에서 권총 리보자임 자가소거 반응의 속도 상수는 10분−1 이상이었다.최적의 조건(pH = 7.0~9.0, 마그네슘 농도 50 mM 이상)에서 검출된 속도 상수는 100−1 min 이상이다.마그네슘 농도가 높아지면 반응속도는 높아지지만 50mM [2]전후로 안정되기 시작한다.

금속 이온의 특이성

마그네슘, 망간, 칼슘, 코발트, 니켈, 카드뮴, 바륨, 나트륨, 리튬 등 다양한 1가 및 2가 금속 이온이 0.1mM 존재했을 때 자가 클리어 반응이 관찰되었다.이는 권총 리보자임이 촉매 [2]작용에 필요한 금속 이온에 특이성이 없음을 의미한다.

레퍼런스

  1. ^ Weinberg Z, Kim PB, Chen TH, Li S, Harris KA, Lünse CE, Breaker RR (2015). "New classes of self-cleaving ribozymes revealed by comparative genomics analysis". Nat. Chem. Biol. 11 (8): 606–10. doi:10.1038/nchembio.1846. PMC 4509812. PMID 26167874.
  2. ^ a b c d e f Harris KA, Lünse CE, Li S, Brewer KI, Breaker RR (2015). "Biochemical analysis of pistol self-cleaving ribozymes". RNA. 21 (11): 1852–8. doi:10.1261/rna.052514.115. PMC 4604425. PMID 26385507.
  3. ^ Ren A, Vušurović N, Gebetsberger J, Gao P, Juen M, Kreutz C, Micura R, Patel DJ (2016). "Pistol ribozyme adopts a pseudoknot fold facilitating site-specific in-line cleavage". Nat. Chem. Biol. 12 (9): 702–8. doi:10.1038/nchembio.2125. PMC 4990474. PMID 27398999.