Enzym blokujący
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| guanylilotransferazy mRNA | |||||||||
 | |||||||||
| nr WE | 2.7.7.50 | ||||||||
| nr CAS | 56941-23-2 | ||||||||
| Bazy danych | |||||||||
| IntEnz | Widok IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Wpis BRENDY | ||||||||
| ExPASy | Widok NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Wpis KEGG | ||||||||
| MetaCyc | szlak metaboliczny | ||||||||
| PRYM | profil | ||||||||
| Struktury PDB | RCSB PDB PDBe PDB suma | ||||||||
| |||||||||
Enzym czapeczkowy (CE) jest enzymem , który katalizuje przyłączanie czapeczki 5' do cząsteczek informacyjnych RNA , które są w trakcie syntezy w jądrze komórkowym podczas pierwszych etapów ekspresji genów . Dodanie czapeczki następuje kotranskrypcyjnie , po tym jak rosnąca cząsteczka RNA zawiera zaledwie 25 nukleotydów . Reakcja enzymatyczna jest katalizowana specyficznie przez fosforylowaną domenę końca karboksylowego (CTD) polimerazy RNA II . Czapeczka 5' jest zatem specyficzna dla RNA syntetyzowanych przez tę polimerazę, a nie syntetyzowanych przez polimerazę RNA I lub polimerazę RNA III . Pre-mRNA przechodzi szereg modyfikacji - przykrycie na końcu 5', splicing i poliadenylacja na końcu 3' , zanim stanie się dojrzałym mRNA, które opuszcza jądro i ulega translacji na funkcjonalne białka, a przykrycie końca 5' jest pierwszą z tych modyfikacji. Trzy enzymy, trifosfataza RNA , guanylilotransferaza (lub CE) i metylotransferaza biorą udział w dodawaniu metylowanej czapeczki 5' do mRNA.
Tworzenie czapki
Capping to trzyetapowy proces wykorzystujący enzymy trifosfatazę RNA, guanylilotransferazę i metylotransferazę. W serii trzech etapów czapeczka jest dodawana do grupy hydroksylowej 5' pierwszego nukleotydu rosnącej nici mRNA , podczas gdy transkrypcja wciąż zachodzi. Po pierwsze, 5'trifosfataza RNA hydrolizuje grupę 5'trifosforanową, tworząc difosforan-RNA. Następnie dodanie GMP przez guanylilotransferazę wytwarza czapeczkę guanozyny . Wreszcie, metylotransferaza RNA przenosi grupę metylową do czapeczki guanozyny, dając czapeczkę 7-metyloguanozyny, która jest przyłączona do końca 5' transkryptu. Te trzy enzymy, zwane łącznie enzymami czapeczkującymi, są w stanie katalizować swoje odpowiednie reakcje tylko wtedy, gdy są przyłączone do polimerazy RNA II, enzymu niezbędnego do transkrypcji DNA do pre-mRNA. Po osiągnięciu tego kompleksu polimerazy RNA II i enzymów czapeczkujących, enzymy czapeczkowe są w stanie dodać czapeczkę do mRNA, podczas gdy jest on wytwarzany przez polimerazę RNA II.
Funkcjonować
Eukariotyczny RNA musi przejść szereg modyfikacji, aby mógł zostać wyeksportowany z jądra i pomyślnie przetłumaczony na białka funkcyjne, z których wiele jest zależnych od czapeczki mRNA, pierwszej modyfikacji mRNA, która ma miejsce. Czapeczka 5' jest niezbędna dla stabilności mRNA, wzmacniając przetwarzanie mRNA, eksport mRNA i translację. Po pomyślnym zamknięciu, dodatkowe zdarzenie fosforylacji inicjuje rekrutację maszynerii niezbędnej do składania RNA, procesu, w którym introny są usuwane w celu wytworzenia dojrzałego mRNA. Dodanie czapeczki do mRNA zapewnia ochronę transkryptu przed egzonukleazami, które degradują niezabezpieczony RNA i pomagają w procesie transportu eksportu jądrowego, dzięki czemu mRNA może ulec translacji w celu utworzenia białek. Funkcja czapeczki 5' jest niezbędna do ostatecznej ekspresji RNA.
Struktura
Enzym czapeczkujący jest częścią nadrodziny transferaz kowalencyjnych nukleotydylowych , która obejmuje również ligazy DNA i ligazy RNA . Enzymy z tej nadrodziny mają następujące podobieństwa:
- Zachowane regiony znane jako motywy I, II, III, IIIa, IV, V i VI, które są ułożone w tej samej kolejności i podobnych odstępach
- Motyw zawierający lizynę KxDG (motyw I)
- Kowalencyjny związek pośredni lizylo-NMP
Enzym czapeczkujący składa się z dwóch domen , domeny transferazy nukleotydylowej (NTazy) i domeny C-końcowej wiążącej oligonukleotyd (OB). Domena NTazy, konserwowana w enzymach czapeczkowych, ligazach DNA i RNA, składa się z 5 motywów, I, III, IIIa, IV i V. Motyw I lub KxDG jest miejscem aktywnym, w którym znajduje się kowalencyjny (lizylo)-N-GMP związek pośredni uformowany. Zarówno domeny NTazy, jak i OB przechodzą zmiany konformacyjne, które pomagają w reakcji czapeczki.
Enzymy czapeczkowate znajdują się w jądrach komórek eukariotycznych . W zależności od organizmu, enzym czapeczkujący jest polipeptydem jednofunkcyjnym lub dwufunkcyjnym . Guanylilotransferazy (Ceg1) z Saccharomyces cerevisiae są kodowane przez gen CEG1 i składają się z 459 aminokwasów (53-kD). Trifosfataza RNA (Cet1) jest oddzielnym polipeptydem o długości 549 aminokwasów (80-kD), kodowanym przez gen CET1 . Ludzki enzym czapeczkujący jest przykładem dwufunkcyjnego polipeptydu, który ma zarówno domeny trifosfatazy (N-końcowej), jak i guanylilotransferazy (C-końcowej). Ludzka guanylilotransferazy mRNA enzymu czapeczkującego składa się z siedmiu helis i piętnastu nici β , które są zgrupowane w trzy, pięć i siedem nici, ułożonych jako antyrównoległe arkusze β . Struktura enzymu ma trzy subdomeny odnoszące się do zawiasu, podstawy i pokrywy. Miejsce GTP znajduje się między zawiasem a domeną podstawową. Domena wieczka określa konformację miejsca aktywnego , która składa się z miejsca wiązania GTP, lizyny łączącej fosfoamid i otaczających reszt. Domena guanylilotransferazy jest połączona z domeną trifosfatazy poprzez elastyczną pętlę składającą się z 25 aminokwasów.
Wpływ aktywności enzymu
Splicing jest zależny od obecności czapeczki 7-metyloguanozynowej. Wada splicingu może wystąpić w wyniku mutacji (mutacji) guanylitransferazy, która może hamować aktywność enzymu, zapobiegając tworzeniu się czapeczki. Jednak nasilenie efektu zależy od mutacji guanlilotransferazy. Ponadto guanylilotransferaza łagodzi represję transkrypcji, w której pośredniczy NELF . NELF wraz z DSIF zapobiega wydłużaniu transkrypcji. Zatem mutacje w enzymie mogą wpływać na wydłużenie transkrypcji.
Zobacz też
- splicing RNA
- mRNA (guanino-N7-)-metylotransferaza
- Modyfikacja potranskrypcyjna
- Tłumaczenie (biologia)
- rybosom
- Transkrypcja
- Polimeraza RNA II
- Transkrypcja eukariotyczna