리보핵산가수분해효소

Ribonuclease
리보핵산가수분해효소
3agn.png
AMP PDB 엔트리[1] 3agn을 가진 우스티라고 스페이로게나 리보핵산가수분해효소 U2
식별자
기호.리보핵산가수분해효소
팜PF00545
인터프로IPR000026
SCOP21 brn / SCOPe / SUPFAM

리보핵산가수분해효소(일반적으로 약칭 RNase)는 RNA를 더 작은 성분으로 분해하는 핵산가수분해효소이다.리보핵산가수분해효소는 엔도리보핵산가수분해효소 및 엑토리보핵산가수분해효소로 나눌 수 있으며, EC 2.7(인광분해효소의 경우) 및 3.1(수분해효소의 경우)의 여러 하위 클래스로 구성됩니다.

기능.

연구된 모든 유기체는 서로 다른 두 등급의 많은 RNase를 포함하고 있으며, 이는 RNA 분해가 매우 오래되고 중요한 과정임을 보여준다.더 이상 필요하지 않은 세포 RNA의 제거뿐만 아니라, RNase는 단백질을 만들기 위한 유전 물질을 운반하는 메신저 RNA와 다양한 세포 과정에서 기능하는 비코드 RNA인 모든 RNA 분자의 성숙에 중요한 역할을 합니다.또한, 활성 RNA 분해 시스템은 RNA 바이러스에 대한 첫 번째 방어 시스템이며 RNAi와 같은 더 진보된 세포 면역 전략을 위한 기초 기구를 제공합니다.

또한 일부 세포는 A 및 T1과 같은 비특이적 RNase를 대량으로 분비한다.따라서 RNase는 매우 일반적이며, 보호 환경에 있지 않은 RNA의 수명은 매우 짧습니다.모든 세포 내 RNA는 5' 말단 캡핑, 3' 말단 폴리아데닐화, RNA·RNA 이중체 형성 및 RNA 단백질 복합체(리보핵단백질 입자 또는 RNP) 내 접힘을 포함한 여러 가지 전략에 의해 RNase 활성으로부터 보호된다는 점에 주목할 필요가 있다.

또 다른 보호 메커니즘은 리보핵산가수분해효소 억제제(RI)이며, 이는 일부 세포 유형에서 세포 단백질의 비교적 큰 부분(약 0.1%)으로 구성되며, 단백질-단백질 상호작용의 가장 높은 친화력으로 특정 리보핵산가수분해효소에 결합한다. 생리적 조건 하에서 RI-RNAase A 복합체에 대한 해리 상수는 약 20F이다.ns. RI는 RNA를 연구하는 대부분의 실험실에서 환경 RNase의 열화로부터 샘플을 보호하기 위해 사용됩니다.

이중 가닥 DNA의 매우 특정한 배열을 분해하는 제한 효소와 유사하게, 단일 가닥 RNA의 특정한 배열을 인식하고 분해하는 다양한 엔도리보핵산 효소가 최근에 분류되었습니다.

RNase는 혈관신생과 현화식물(혈관배양식물)[2][3]의 자가적합성을 포함한 많은 생물학적 과정에서 중요한 역할을 합니다.원핵독소-항독소 시스템의 많은 스트레스 반응 독소는 RNase 활성과 호몰로지를 [4]가지고 있는 것으로 나타났다.

분류

주요 유형의 엔도리보핵산가수분해효소

RNAase A의 구조
  • EC 3.1.27.5: RNase A는 연구에 일반적으로 사용되는 RNase이다.RNAase A(예를 들어 소 췌장 리보핵산가수분해효소 A: PDB: 2AAS)는 일반적인 실험실 사용 중 가장 단단한 효소 중 하나이며, 이를 분리하는 한 가지 방법은 RNAase A 이외의 모든 효소가 변성될 때까지 조세포 추출물을 끓이는 것이다.이것은 단일 가닥 RNA에 특이적이다.이는 무쌍 C 및 U 잔기의 3' 말단을 분해하여 최종적으로 2', 3'-사이클 1인산 [5]중간체를 통해 3'-인산화 생성물을 형성한다.액티비티에는 보조 요인이 필요 없습니다.
  • EC 3.1.26.4: RNase H는 DNA/RNA 이중체의 RNA를 분해하여 ssDNA를 생성하는 리보핵산가수분해효소이며, RNase H는 비특이적인 엔도핵산가수분해효소이며, 효소결합이온에 의해 가수분해기구를 통해 RNA의 분열을 촉매한다.RNase H는 5'-인산화물을 [7]남긴다.
  • EC 3.1.26.3: RNase III는 원핵생물에서 전사된 폴리시스트론 RNA 오퍼론으로부터 rRNA(16s rRNA 및 23s rRNA)를 분리하는 리보핵산가수분해효소이다.또한 이중 가닥 RNA(dsRNA)-Dicer 계열의 RNA를 소화하여 특정 부위에서 사전 miRNA(길이 60~70bp)를 절단하고 전사 및 mRNA 수명 조절에 적극적으로 관여하는 miRNA(22~30bp)로 변환한다.
  • EC 번호 3.1.26.---: RNase L은 활성화 시 세포 내의 모든 RNA를 파괴하는 간섭자 유도 핵산가수분해효소이다.
  • EC 3.1.26.5: RNase P는 효소와 같은 방식으로 촉매로 작용하는 리보핵산인 리보자임이라는 점에서 독특한 리보핵산 효소이다.그것의 기능 중 하나는 하나의 고립된 사전 tRNA의 5' 말단에서 리더 서열을 분리하는 것이다. RNase P는 본질적으로 알려진 두 개의 다중 전환 리보자임(다른 하나는 리보솜) 중 하나이다.박테리아에서 RNase P는 또한 조효소와의 조합에 의해 활성 효소계를 형성하고 기질에 대한 이 시스템의 특이성을 결정하는 아포엔자임으로 구성된 홀로엔자임의 촉매 활성에 책임이 있다.단백질로 RNA를 포함하지 않는 RNase P의 형태가 최근 발견되었다.[8]
  • EC 번호 3.1??: RNase PhyM은 단일 가닥 RNA에 특이적 배열입니다.이것은 짝이 없는 A와 U의 3' 말단을 분해한다.
  • EC 3.1.27.3: RNase T1은 단일 가닥 RNA에 대해 배열 특이적이다.짝이 없는 G잔기 3' 말단을 분해한다.
  • EC 3.1.27.1: RNase T2는 단일 가닥 RNA에 대해 배열 특이적이다.4개의 모든 잔류물 중 3' 말단을 분해하지만, 우선 As의 3' 말단을 분해한다.
  • EC 3.1.27.4: RNase U2는 단일 가닥 RNA에 대해 배열 특이적이다.짝이 없는 A 잔기의 3' 말단을 분해합니다.
  • EC 3.1.27.8: RNase V는 폴리아데닌 및 폴리우리딘 RNA에 특이적이다.
  • EC 3.1.26.12: RNase E는 식물 기원의 리보핵산가수분해효소로서, 전달 정지로 이어지는 유전자의 다수를 전사적으로 억제하는 RecA/LexA 의존 신호 전달 경로에 의한 SOS 메커니즘의 활성화에 의한 DNA 손상의 스트레스에 대한 반응을 위해 박테리아에서 SOS 반응을 조절한다.세포 분열과 DNA 수복의 시작입니다.[9]
  • EC 3.1.26.-: RNase G 5s rRNA의 16' 말단 처리에 관여합니다.그것은 염색체 분리 및 세포 분열과 관련이 있다.이것은 세포질 축 필라멘트 다발의 구성 요소 중 하나로 간주됩니다.그것은 또한 이 구조의 [10]형성을 조절할 수 있다고 생각된다.

주요 유형의 엑시보핵산가수분해효소

RNase 특이성

활성 부위는 모든 활성 부위의 잔여물이 계곡의 벽과 바닥을 형성하는 리프트 계곡처럼 보입니다.균열은 매우 얇고 작은 기질이 활성 부위 중앙에 완벽하게 맞기 때문에 잔류물과 완벽하게 상호작용할 수 있습니다.실제로 기판에도 약간의 곡률이 있습니다.일반적으로 대부분의 엑소 및 엔도리보핵산가수분해효소는 배열 특이적이지 않지만, 최근에는 DNA를 고유하게 인식하고 절단하는 CRISPR/Cas 시스템이 배열 특이적인 [11]방식으로 ssRNA를 절단하도록 설계되었다.

RNA 추출 중 RNase 오염

분자생물학 실험에서 RNA의 추출은 RNA 샘플을 분해하는 유비쿼터스하고 튼튼한 리보핵산가수분해효소의 존재로 인해 매우 복잡하다.특정 RNases는 매우 강하며 DNases를 중화시키는 것에 비해 비활성화하는 것은 어렵습니다.방출되는 세포 RNase 외에 환경 내에 존재하는 여러 RNase가 있습니다.RNase는 다양한 [12][13][14]유기체에서 많은 세포외 기능을 가지도록 진화해 왔다.예를 들어 RNAase A 슈퍼패밀리의 일원인 RNAase 7은 사람의 피부에서 분비되어 강력한 항병원성 [15][16]방어제 역할을 한다.이러한 분비된 RNase에서 효소적 RNase 활성은 새로운 기능, 즉 기능 상실에도 필요하지 않을 수 있다.예를 들어 면역 [17][18]RNase는 세균의 세포막을 불안정하게 함으로써 작용한다.

레퍼런스

  1. ^ Noguchi S (July 2010). "Isomerization mechanism of aspartate to isoaspartate implied by structures of Ustilago sphaerogena ribonuclease U2 complexed with adenosine 3'-monophosphate". Acta Crystallographica D. 66 (Pt 7): 843–9. doi:10.1107/S0907444910019621. PMID 20606265.
  2. ^ Sporn MB, Roberts AB (6 December 2012). Peptide Growth Factors and Their Receptors II. Springer Science & Business Media. p. 556. ISBN 978-3-642-74781-6.
  3. ^ Raghavan V (6 December 2012). Developmental Biology of Flowering Plants. Springer Science & Business Media. p. 237. ISBN 978-1-4612-1234-8.
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원천

  • D'Alessio G 및 Riordan JF, ed. (1997년) 리보핵산가수분해효소: 구조와 기능, 학술 출판사.
  • Gerdes K, Christensen SK 및 Lobner-Olesen A(2005)."원핵 독소-항독소 스트레스 반응 위치"Nat. Rev. Microbiol. (3) 371–382.

외부 링크