Ribonuklease

En ribonuklease (eller RNAase eller RNase ) er en nuklease, der katalyserer nedbrydningen af RNA i mindre stykker. Ribonukleaser er opdelt i endoribonukleaser og exoribonukleaser og er opdelt i flere underklasser inden for EF-nomenklaturen for enzymer: EC 2.7 for phosphotransferaser og EC 3.1 for hydrolaser .

Fungere

Alle de undersøgte organismer indeholder adskillige ribonukleaser af forskellige klasser, hvilket viser, at nedbrydningen af ​​RNA er en meget gammel og vigtig proces. Rensere af RNA'er, der ikke længere er nødvendige, ribonukleaser spiller en nøglerolle i modning af alle RNA-molekyler, både messenger-RNA'er, der transporterer genetisk materiale til produktion af proteiner, og ikke-kodende RNA'er, der findes i forskellige cellulære processer. Derudover er aktive RNA-nedbrydningssystemer et første middel til forsvar mod RNA-vira og gør det muligt at tilvejebringe mere avancerede cellulære immunmekanismer som findes med RNAi .

Nogle celler udskiller også rigelige mængder af uspecifikke ribonukleaser, såsom A- og T1- RNAser . Ribonukleaser er derfor meget rigelige enzymer, derfor den meget korte forventede levetid for et RNA, der ikke er i et beskyttet miljø. Alle intracellulære RNA'er er beskyttet mod RNase-aktivitet ved en række strategier, såsom 5'-cap , polyadenylering af 3'-enden af ​​RNA og tilsætningen af proteiner, der danner RNA-proteinkomplekser kaldet ribonukleoproteiner eller mere simpelt RNP.

Et andet middel til at beskytte RNA'er er eksistensen af ​​en ribonukleaseinhibitor (RI), som udgør en relativt stor procentdel af cellulære proteiner - omkring 0,1% - i visse typer celler, og som binder til visse ribonukleaser med affinitet meget højere end noget protein- proteininteraktion er dissociationskonstanten for RI-RNase-komplekset ca. 20 femtoMol under fysiologiske forhold. RI anvendes i de fleste laboratorier, der studerer RNA for at beskytte deres prøver mod nedbrydning ved omgivende ribonukleaser.

Svarende til restriktionsenzymer, som meget specifikt spalter dobbeltstrengede DNA-sekvenser, er der fundet og klassificeret et antal endoribonukleaser, som er i stand til at genkende og spalte visse enkeltstrengede RNA-sekvenser.

Ribonukleaser spiller en kritisk rolle i mange biologiske processer, såsom angiogenese og selvkompatibilitet i blomstrende planter ( angiospermer ). Ribonukleaser ser også ud til at gribe ind i toksin- antitoksinsystemerne , der er ansvarlige for stabiliteten af plasmid loci og som stressresponselementer, når de forekommer på kromosomer .

Klassifikation

Hovedtyper af endoribonukleaser

• EC 3.1.27.5  : RNase A er en ribonuklease, der almindeligvis anvendes i forskning. RNase A (f.eks. Bovin pancreas ribonuclease A: PDB 2aas) er et af de mest robuste enzymer, der almindeligvis anvendes i laboratoriet. En metode til isolering er at koge et rå celleekstrakt fra kvægpankreas, indtil alle andre enzymer end ribonuklease A er denatureret. Det virker specifikt på enkeltstrengede RNA'er. Det fæstner til 3'-enden af ​​kæder, der afsluttes med et ulige C- eller U- molekyle, hvorved en 3'-phosphoryleret rest frigives gennem mellemledet af et 2', 3'-cyklisk monophosphat.
• EC 3.1.26.4  : RNase H er en ribonuklease, der spalter RNA-kæden fra 3'-enden af ​​DNA / RNA-duplekser, der frigiver enkeltstrenget DNA. Den RNase H er en uspecifik endonuklease, som katalyserer spaltningen af RNA ved en hydrolysereaktion. RNase H frigiver 5'-phosphorylerede produkter.
• EC-nummer 3.1.?: RNase I spalter 3'-enden af ​​et enkeltstrenget RNA, der frigiver et 5'-hydroxylnukleotid, 3'-phosphat, via et 2'-3'-cyklisk monophosphat.
• EC 3.1.26.3  : RNase III er en type ribonuklease, der spalter forløberen for ribosomale RNA'er (16s og 23s rRNAs) fra RNA transkriberet fra prokaryote operoner . Det nedbryder dobbeltstrenget RNA (dsRNS) -
• EC nummer 3.1.?: RNase L er en interferoninduceret nuklease, som, når den er aktiveret, ødelægger alt RNA i celler.
• EC 3.1.26.5  : RNase P er en unik type ribonuklease. Det eliminerer 5'-segmentet af tRNA- forløberen . Dette enzym er et ribonukleoprotein, der består af et protein og et RNA, undertiden kaldet M1 RNA. Dette enzym RNA er et ribozym . Proteindelen af ​​enzymet er ikke essentiel for den katalytiske kraft af P-ribonukleaserne af prokaryoter  ; det er essentielt for P-ribonukleaserne af eukaryoter og arkæobakterier , men dets rolle ville være begrænset til at opretholde det katalytiske RNA i en konformation, der gør det muligt at være aktiv som en phosphodiesterase. Imidlertid er en bestemt form for RNase P, et protein, der ikke besidder RNA, blevet opdaget i menneskelige mitokondrier [1] og de forskellige rum, hvor genekspression finder sted i terrestriske planter.
• EC nummer 3.1.?: RNase PhyM er specifikt for enkeltstrengede RNA'er. Det fæstner til 3'-enden af ​​ulige A- og U-rester.
• EC 3.1.27.3  : Ribonuclease T1 er specifik for enkeltstrengede RNA'er. Det tillægger 3'-enden af de ulige rester G .
• EC 3.1.27.1  : Ribonuclease T2 er specifik for enkeltstrengede RNA'er. Det fæstner til 3'-enden af ​​de 4 rester, men fortrinsvis til 3'-enden af As .
• EC 3.1.27.4  : RNase U2 er specifik for enkeltstrengede RNA'er. Det vedhæfter 3'-ulige I slutningen af ​​rester.
• EC 3.1.27.8  : RNase V1 er specifik for dobbeltstrengede RNA'er. Det fastgøres til begge ender af kæden.
• EC 3.1.27.8  : RNase V

Se også

• Ethylpyrocarbonat (DEPC) , en ribonukleaseinhibitor
• Ribonuklease tillod Christian Boehmer Anfinsen at korrelere den primære struktur af proteiner direkte til den tertiære struktur (for små proteiner)
• Deoxyribonuklease