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核糖核酸酶P主要功能
點擊次數(shù)：3253 發(fā)布時間：2016-8-8
核糖核酸酶P是一種核糖核酸酶。核糖核酸酶P也是一種核酶，即由一個RNA分子發(fā)揮催化活性，它是*個被發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)以外具有催化活性的生物大分子。它的功能是剪切tRNA分子中RNA上多余的或前體的多余序列。[1]它的發(fā)現(xiàn)者悉尼·奧爾特曼在1970年代在研究前體tRNA中發(fā)現(xiàn)它可以剪切RNA的5'端，悉尼·奧爾特曼也因此獲得了1989年度的諾貝爾化學(xué)獎。[2]近期的研究發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P也具有一些新的功能，[3]例如人類細(xì)胞核中的核糖核酸酶P對于正常并有效地轉(zhuǎn)錄多種非編碼rna(包括tRNA、5S rRNA、SRP RNA和U6 snRNA)的基因是必要的，[4]這些基因是由RNA聚合酶III(人類細(xì)胞中三類主要的RNA聚合酶之一)來進行轉(zhuǎn)錄。
細(xì)菌中
在細(xì)菌中，如大腸桿菌，核糖核酸酶P具有兩個組分：一條RNA鏈(稱為M1-RNA)和一個蛋白質(zhì)(稱為C5蛋白)。[5][6]在細(xì)胞內(nèi)，這兩個組分對于功能的發(fā)揮都是必要的;但在體外(in vitro)，M1-RNA可以獨自發(fā)揮催化的功能。[1]C5蛋白的作用主要是增強底物結(jié)合的親和力，而活性位點金屬離子結(jié)合親和力的提高很可能能夠加強M1-RNA的催化速率。細(xì)菌核糖核酸酶P的晶體結(jié)構(gòu)顯示它具有一個由共軸堆積的螺旋結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的平整表面，這樣一個平的表面有助于底物前體tRNA分子的結(jié)合和剪切。[5]
古菌中
在古菌中，核糖核酸酶P含有4-5個結(jié)合RNA的蛋白質(zhì)亞基。體外重構(gòu)實驗顯示，這些亞基中的每一個都通過核糖核酸酶P中的RNA組分參與對于tRNA的處理。古菌核糖核酸酶P中的蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)已經(jīng)通過X射線晶體學(xué)和NMR被解析，進一步揭示了這些亞基結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。
真核生物中
在真核生物中，如人類和酵母，核糖核酸酶P的RNA鏈與細(xì)菌中所發(fā)現(xiàn)的在結(jié)構(gòu)上相似，[10]并含有9-10個與RNA鏈結(jié)合的蛋白質(zhì)亞基，其中5個亞基與古菌核糖核酸酶P中的5個亞基具有同源性。這些亞基同時也是核糖核酸酶MRP(RNase MRP，一種催化性核糖核蛋白，參與細(xì)胞核中核糖體RNA的剪切)的組成亞基。真核生物的核糖核酸酶P中的RNA組分直到zui近才被證明是核酶;[14]其蛋白質(zhì)亞基自身對于底物tRNA的剪切只具有次要作用，這些亞基可能是在核糖核酸酶P和核糖核酸酶MRP的其他功能(如基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期)中發(fā)揮主要作用。