Посещений:
Рибозимы

Катализ

THE CATALYTIC DIVERSITY OF RNAs
Martha J. Fedor & James R. Williamson
Nature Reviews Molecular Cell Biology 6, no.5, (2005)




Рис.1.  |  Hepatitis delta virus ribozyme structure and mechanism.


Рис.2.  | Hairpin ribozyme structure and mechanism.


Рис.3.  | Hammerhead ribozyme structure.


Рис.4.  |  Group-I intron catalysis of self-splicing.


Рис.5.  | The ribosomal catalysis of protein synthesis.

Links



James Williamson's laboratory | Martha Fedor's laboratory | RNABase.org: The RNA Structure Database
Естественные РНК энзимы катализируют перенос фосфатной группы и формирование пептидной связи. Первоначально предполагалось, что ионы металлов придают химическое разнообразие, которого лишены нуклеотиды. Недавние структурные и механистические исследования существенно изменили первоначальную точку зрения. В то время как self-splicing рибозимы четко указывают на существенную роль кофакторов из ионов металлов, но само-расщепляющиеся рибозимы, по-видимому, используют нуклеотидные основания для своей каталитической химии. Несмотря на общие отличия химических свойств и РНК и белковые энзимы используют сходные каталитические стратегии.

Небольшие само-расщепляющиеся ribozymes катализируют одну и ту же обратимую реакцию расщепления фосфодиэфира (phosphodiester), но могут принимать разные структуры и использовать разные каталитические стратегии. Эти каталитические РНК не нуждаются в metal-cation кофакторах, а вместо этого используют активный сайт нуклеотидного основания для своей каталитической химии.
Структурные и биохимические исследования рибозима hepatitis delta вируса согласуются с моделью, согласного которой активный сайт цитозина активирует nucleophile путем общего катализа основания, в то время как связанные с металлом водные protonates покидают группу. Согласно альтернативной модели, эти роли обратные и связанная с металлом вода акцептирует протон, чтобы активировать nucleophile, в то время как цитозин обеспечивает общий катализ кислоты, чтобы стабилизировать покидающую группу.
Структурные исследования hairpin рибозима выявили два активных сайта nucleobases вблизи реактивного фосфата, где водород-связующие взаимодействия осуществляют электростатическую стабилизацию к переходному состоянию. Нуклеиновое основание, которое взаимодействует с образующим связь 5' кислородом, также может обеспечивать общий катализ acid-base.
Биохимические исследования подтвердили модель three-metal для сплайсинга group-I intron, согласно которой каталитические катионы металла активируют nucleophiles, стабилизируют покидающие группы и позиционные reactants в соотв. геометрии. Структурные исследования идентифицировали только два active-site металла.
Химия катализа, которая обеспечивается рибосомальными РНК в peptidyl-transferase центре рибосомы, сфокусирована на высвобождении пептида, тогда как 2' hydroxyl в P-сайте tRNA является важным для формирования пептидной связи.


Box 1  | The reactions of self-cleaving and self-splicing ribozymes


Box 2.  | Concerted general acid–base catalysis by ribonuclease A


Box 3  | Ribonucleotides and acid–base catalysis


Box 4  | Divalent metal-cation cofactors and RNA enzymes



Сайт создан в системе uCoz