GlmS glukosamin-6-fosfataktiverat ribozym
| glmS glukosamin-6-fosfataktiverat ribozym | |
|---|---|
 Förutspådd sekundär struktur och sekvenskonservering av glmS-
| |
| identifierare | |
| Symbol | glmS |
| Rfam | RF00234 |
| Övriga uppgifter | |
| RNA -typ | Cis-reg ; riboswitch |
| Domän(er) | Bakterie |
| SÅ | SO:0000035 |
| PDB- strukturer | PDBe |
Glukosamin -6-fosfat-riboswitch-ribozym ( glmS- ribozym ) är en RNA- struktur som finns i den 5'-otranslaterade regionen (UTR) av mRNA-transkriptet av glmS -genen. Detta RNA reglerar glmS -genen genom att svara på koncentrationer av en specifik metabolit , glucosamine-6-phosphate (GlcN6P), förutom att katalysera en självklyvande kemisk reaktion vid aktivering. Denna klyvning leder till nedbrytning av mRNA som innehåller ribozym och sänker produktionen av GlcN6P. GlmS av GlcN6P, en förening som är nödvändig för cellväggsbiosyntes, från fruktos-6-fosfat och glutamin. Sålunda, när GlcN6P-nivåerna är höga, aktiveras glmS- ribozymet och mRNA-transkriptet bryts ned men i frånvaro av GlcN6P fortsätter genen att translateras till glutamin-fruktos-6-fosfatamidotransferas och GlcN6P produceras. GlcN6P är en kofaktor för denna klyvningsreaktion, eftersom den deltar direkt som en syra- baskatalysator . Detta RNA är den första riboswitch som också har upptäckts vara ett självklyvande ribozym och, liksom många andra, upptäcktes med hjälp av en bioinformatisk metod.
Strukturera
Strukturen för glmS- ribozymet bestämdes för första gången med röntgenkristallografi 2006. Den tertiära strukturen av detta RNA kännetecknas av tre koaxiella staplade helixar, packade sida vid sida. Ribozymkärnan innehåller en dubbel pseudoknottad struktur, som placerar den centrala helixen P2.1 så att det klyvliga fosfatet ligger inbäddat i huvudspåret. Huvudspåret i den intilliggande helixen P2.2 är involverad i metabolitbindning och det sprickbara fosfatet är fäst vid 5'-änden av helixen. Taket på den aktiva platsen kännetecknas av konserverade bastrippel, som förbinder P2.1- och P2.2-staplar och golvet består av ett icke-konserverat GU-par, som är spridda isär. Genom att undersöka överlagring av ribozymstrukturer i ett pre-klyvningstillstånd, metabolitbundet tillstånd och postklyvningstillstånd, fastställdes det att det inte finns någon grov konformationsförändring vid metabolitbindning, vilket indikerar ett förorganiserat aktivt ställe som beror på GlcN6P som en kofaktor, inte en allosterisk aktivator. Kofaktorn är bunden i en ficka som är tillgänglig för lösningsmedel och strukturen antyder att amingruppen i GlcN6P är involverad i den katalytiska processen.
Klyvningskrav
Även om glmS- ribozym utför självklyvning vid bindning av GlcN6P, genomgår det aktiva stället för glmS -ribozym inte konformationsförändring vid bindning av GlcN6P. Istället är det aktiva stället förbildat och glmS- ribozymaktivitet utlöses genom införandet av en funktionell grupp på GlcN6P som är nödvändig för katalys. Som nämnts ovan tros amingruppen på GlcN6P vara den katalytiskt involverade funktionella gruppen, vilket stöds av studier som utvärderade glmS- ribozymaktivitet med användning av olika ligander, under fysiologiska förhållanden. Till exempel fann dessa experiment att inkubation med Glc6P (ingen amingrupp) hämmar glmS -självklyvning medan inkubation med GlcN (tillgänglig amingrupp) stimulerar klyvning, dock inte i den utsträckning som GlcN6P gör. Dessa och andra fynd indikerar att glmS -ribozym är en unik klass av ribozym och att dess upptäckt är ytterligare bevis på den katalytiska kapaciteten hos RNA.