Trampkomplex

TRAMP-komplex ( Trf4 / Air2 / M tr4p - polyadenyleringskomplex ) är ett multiprotein, heterotrimeriskt komplex med distributiv polyadenyleringsaktivitet och identifierar stora variationer av RNA producerade av polymeraser. Det upptäcktes ursprungligen i Saccharomyces cerevisiae av LaCava et al., Vanacova et al. och Wyers et al. under 2005.

TRAMP-komplexet består av RNA- helikas ( Mtr4 / Dob1 ), ett poly(A)-polymeras (antingen Trf4 eller Trf5 ) och ett zinkknogeprotein (antingen Air1 eller Air2 ). Interaktionen mellan exosomerna (Rrp6p/Rrp47p) och Mtr4p av TRAMP-komplex hjälper till vid RNA-övervakning och nedbrytning av onormala RNA

Det interagerar med exosomkomplexet i kärnan av eukaryota celler och är involverat i 3'-ändens bearbetning och nedbrytning av ribosomalt RNA och snoRNA . TRAMP-komplexet trimmar poly(A)-svansarna av RNA avsedda för Rrp6 och kärnexosomen till 4-5 adenosiner, vilket hjälper till med transkriptigenkänning och exosomkomplexaktivering . Substratspecificiteten för exosomer förbättras i närvaro av TRAMP-komplex eftersom det fungerar som en avgörande kofaktor och hjälper till att upprätthålla olika aktiviteter.

På detta sätt spelar TRAMP en avgörande roll för att befria cellen från icke-kodande transkript som genereras genom genomgripande RNA-polymeras II- transkription, samt att fungera i biogenes och omsättning av funktionellt kodande och icke-kodande RNA.

TRAMP-komplex påverkar också olika andra RNA-processer antingen direkt eller indirekt. Det är involverat i RNA-export, Splicing , hetero-kromatisk gentystnad och hjälper till att upprätthålla genomets stabilitet.

Komponenter

Icke-kanoniska poly(A)-polymeraser

Pol(A)-polymeraser visade olika genetiska interaktioner med DNA Topoisomerases Top1p och därför kallades de topoisomeras-relaterad funktion Trf4p och Trf5p på grund av denna interaktion med DNA som har en viktig roll i genomisk stabilitet. I cellen är Trf4p i högre koncentration jämfört med Trf5p och har också en starkare effekt på fenotypen. Trf4p finns i hela kärnan medan Trf5p huvudsakligen finns i nukleolus. Trf4p-strukturen består av en central domän och en katalytisk domän som liknar strukturen för kanoniska polymeraser.

De icke-kanoniska Poly(A)-polymeraserna (Trf4p eller Trf5p) i TRAMP-komplexet som tillhör Cid1-familjen innehåller inte RNA-igenkänningsmotiv (RRM) och därför krävs ytterligare proteiner som Air1/Air2 av de icke-kanoniska polymeraserna för polyadenylering .

Zinkknogeproteiner

Zinkknogeproteinerna Air1p/Air2p (argininmetyltransferas-interagerande RING-fingerprotein) är huvudsakligen involverade i bindningen av RNA. Det finns fem CCHC (C står för Cysteine ​​och H står för Histidin) zinkknogemotiv som finns mellan C- och N-terminalerna.

I Air2p-proteiner har den fjärde och femte zinkknogen olika roller. Den fjärde zinkknogen har en roll i RNA-bindning medan den femte knogen är viktig för protein-proteininteraktioner. Air2p interagerar med den centrala domänen av Trf4p och polyadenyleringsaktiviteten hos Trf4p är beroende av denna interaktion eftersom deletion eller mutation av knogarna hindrar polyadenyleringsaktiviteten. Air1p är ansvarig för att hämma metylering av Npl3p (ett protein som ansvarar för mRNA-export). Air1p/Air2p leder också onormala mRNPs till TRAMP-vägen och orsakar deras nedbrytning.

Ski2 som helicase Mtr4p

Den Ski2-liknande helikasen Mtr4p upptäcktes under screeningen av värmeresistenta mutanter som samlar Poly(A) RNA i kärnan och är huvudsakligen involverad i avvecklingsaktivitet. Mtr4p (även kallad som Dob1p) är ett SF2-helikas och tillhör DExH-box RNA-helikasfamiljen som består av två RecA-liknande domäner. Den består också av WH-domän ( Winged Helix-domän ), en Arch-domän (även kallad stalk- och KOW-domän [Kyprides, Ouzounis, Woese-domän]) och spiralbuntsdomän . Packningen av WH- och spiralbuntsdomänerna på ytan av helikaskärnan resulterar i bildandet av en kanal för ssRNA.

Mtr4p kräver ATP- eller dATP-hydrolys för RNA-duplexavveckling förmedlad av Q-motiv. En enkelsträngad region 3' till den parade regionen är också väsentlig för avvecklingsaktiviteten hos Mtr4p. Genom direkt kontakt med olika komponenter av exosom, hjälper Mtr4p till korrekt tillsats av RNA-substrat av TRAMP-komplex till nukleär exosom.

Skillnad mellan kanoniska och icke-kanoniska polymeraser

Skillnaden mellan icke-kanoniska och kanoniska poly(A)-polymeraser är att kanoniska polymeraser hjälper till att upprätthålla mRNA och dess aktivitet regleras av en specifik sekvens i mRNA:t medan polyadenylering av icke-kanoniska polymeraser använder en annan reglerad sekvens i RNA:t och specificerar RNA för degenerering eller bearbetning. Kanoniska polymeraser tillhör DNA-polymeras β-superfamiljen medan icke-kanoniska polymeraser tillhör [1] Cid1 -familjen, en annan huvudskillnad är längden på poly(A)-svansen; kanoniska polymeraser kan lägga till många adenylater, så det producerade RNA har längre poly(A)-svansar medan icke-kanoniska polymeraser å andra sidan kan producera RNA med kortare längd av poly(A)-svansar eftersom de bara kan lägga till ett fåtal adenylater.

Interaktion med 3'->5' exonukleaskomplex exosom

TRAMP-komplexet åstadkommer nedbrytning eller bearbetning av olika RNA med hjälp av 3'->5' exonukleaskomplex som kallas exosomen. En hexamerisk ring av RNas PH-domänproteiner, Rrp41p , Rrp42p , Rrp43p , Rrp45p , Rrp46p och Mtr3p innefattar exosomen av S. cerevisiae . Exosomen kan åstadkomma RNA-nedbrytning mer effektivt i närvaro av Rrp6p med hjälp av TRAMP-komplex invitro. Dessutom förstärks RNA-nedbrytning i närvaro av olika exosomkofaktorer som rekryteras co-transkriptionellt.

Ski -komplexet bestående av Ski2p, Ski3p, Ski8p krävs av cytoplasmatisk exosom för alla mRNA-nedbrytningsvägar. Den cytoplasmatiska exosomen tillsammans med Ski7p-proteinet fäster vid olika onormala ribosomer och mRNA och åstadkommer deras nedbrytning.

Inbördes samband mellan komponenter

Alla komponenter i TRAMP-komplexet är relaterade till varandra. För aktiviteten av Poly(A)-polymeraser som Trf4p/Trf5p är zinkknogeproteiner väsentliga. På liknande sätt stimuleras RNA-nedbrytning orsakad av exosomer genom att avveckla aktiviteten hos Ski2 som helikaser och Mtr4p som fungerar som en kofaktor. Avlindningsaktiviteten hos Mtr4p förbättras av Trf4p/Air2p i TRAMP-komplexet. Mtr4p har också en viktig roll i att underhålla och kontrollera längden på Poly(A)-svansar. Men förstörelse eller frånvaro av Mtr4p resulterar i hyperadenylering och hindrar längden på Poly(A)-svansar.

Ett komplex som bildas mellan Trf5p, Air1p och Mtr4p kallas TRAMP5-komplex. I S. cerevisiae finns det två typer av TRAMP-komplex beroende på närvaron av polymeraser. Om Trf4p är närvarande kallas komplexet TRAMP4 och om Trf5p är närvarande kallas det TRAMP5.

RNA-substrat

RNA producerade av alla tre polymeraserna (Pol I, II, III) fungerar som substrat för TRAMP-komplex. TRAMP-komplexet är involverat i bearbetning och övervakning av olika RNA och bryter ned onormala RNA. Olika typer av RNA-substrat inkluderar ribosomala RNA (rRNA), små nukleolära RNA (snoRNA), transfer RNA (tRNA), små nukleära RNA (snRNA), långa transkript av RNA-polymeras II (Pol II) etc. Men mekanismen genom vilken TRAMP komplex identifierar olika substrat är okänd.

TRAMP-komplexet fungerar mer effektivt i RNA-bearbetning genom att engagera exosomkomplex exonukleas RrP6 där Nab3 (RNA-bindande protein) spelar en avgörande roll.

Roll i att upprätthålla kromatin

Post-transkriptionella modifieringar på grund av olika enzymer som metyltransferas Hmt1p (Rmt1p) kan ha en indirekt effekt på underhåll av kromatin. Kromatinstrukturerna påverkas när RNA-substrat av TRAMP-komplex transkriberas över genomet. Olika TRAMP-komponenter interagerar fysiskt och genetiskt med olika proteiner och åstadkommer förändringar i kromatin- och DNA-metabolismen.

Konservering av TRAMP-medierade processer

Komponenter av TRAMP-komplexet i Saccharomyces cerevisiae är konserverade i andra organismer som sträcker sig från jäst till däggdjur. TRAMP-komplexkomponenterna i Schizosaccharomyces pombe inklusive Cid14p, Air1p och Mtr4p är funktionellt lika komponenterna i TRAMP-komplexet i S. cerevisiae .

I människor

TRAMP-komplexet hos människor består av olika komponenter inklusive helikaset hMtr4p, ett icke-kanoniskt poly(A)-polymeras hPAPD (PAP-associerad domäninnehållande) 5 eller hPAPD7 och ett zinkknogeprotein hZCCHC7, RNA-bindande protein hRbm7p.

  1. ^ a b c d     Jia, Huijue; Wang, Xuying; Liu, Fei; Günther, Ulf-Peter; Srinivasan, Sukanya; Anderson, James T.; Jankowsky, Eckhard (2011-06-10). "RNA-helikaset Mtr4p modulerar polyadenylering i TRAMP-komplexet" . Cell . 145 (6): 890–901. doi : 10.1016/j.cell.2011.05.010 . ISSN 1097-4172 . PMC 3115544 . PMID 21663793 .
  2. ^     Vanácová, Stepánka; Wolf, Jeannette; Martin, Georges; Blank, Diana; Dettwiler, Sabine; Friedlein, Arno; Langen, Hanno; Keith, Gérard; Keller, Walter (juni 2005). "Ett nytt jästpoly(A)-polymeraskomplex involverat i RNA-kvalitetskontroll" . PLOS Biologi . 3 (6): e189. doi : 10.1371/journal.pbio.0030189 . ISSN 1545-7885 . PMC 1079787 . PMID 15828860 .
  3. ^     Callahan, Kevin P.; Butler, J. Scott (2010-02-05). "TRAMP-komplex förbättrar RNA-nedbrytning av den nukleära exosomkomponenten Rrp6" . Journal of Biological Chemistry . 285 (6): 3540–3547. doi : 10.1074/jbc.M109.058396 . ISSN 1083-351X . PMC 2823493 . PMID 19955569 .
  4. ^     Schmidt, Karyn; Butler, J. Scott (mars 2013). "Nukleär RNA-övervakning: TRAMPs roll för att kontrollera exosomspecificitet" . Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA . 4 (2): 217–231. doi : 10.1002/wrna.1155 . ISSN 1757-7012 . PMC 3578152 . PMID 23417976 .
  5. ^     Ciais, Delphine; Bohnsack, Markus T.; Tollervey, David (maj 2008). "MRNA som kodar för det jäst ARE-bindande proteinet Cth2 genereras av en ny 3'-processväg" . Nukleinsyraforskning . 36 (9): 3075–3084. doi : 10.1093/nar/gkn160 . ISSN 1362-4962 . PMC 2396412 . PMID 18400782 .
  6. ^    Genomintegritet: aspekter och perspektiv . Lankenau, Dirk-Henner. Berlin: Springer. 2007. ISBN 9783540375319 . OCLC 164366985 . {{ citera bok }} : CS1 underhåll: andra ( länk )
  7. ^     Sadoff, BU; Heath-Pagliuso, S.; Castaño, IB; Zhu, Y.; Kieff, FS; Christman, MF (oktober 1995). "Isolering av mutanter av Saccharomyces cerevisiae som kräver DNA-topoisomeras I" . Genetik . 141 (2): 465–479. doi : 10.1093/genetics/141.2.465 . ISSN 0016-6731 . PMC 1206748 . PMID 8647385 .
  8. ^     Castaño, IB; Heath-Pagliuso, S.; Sadoff, BU; Fitzhugh, DJ; Christman, MF (1996-06-15). "En ny familj av TRF (DNA topoisomeras I-relaterad funktion) gener som krävs för korrekt kärnsegregering" . Nukleinsyraforskning . 24 (12): 2404–2410. doi : 10.1093/nar/24.12.2404 . ISSN 0305-1048 . PMC 145947 . PMID 8710513 .
  9. ^    Wang, Z.; Castaño, IB; De Las Peñas, A.; Adams, C.; Christman, MF (2000-08-04). "Pol kappa: Ett DNA-polymeras som krävs för systerkromatidsammanhållning". Vetenskap . 289 (5480): 774–779. Bibcode : 2000Sci...289..774W . doi : 10.1126/science.289.5480.774 . ISSN 0036-8075 . PMID 10926539 .
  10. ^     Reis, Clara C.; Campbell, Judith L. (mars 2007). "Bidrag av Trf4/5 och den nukleära exosomen till genomets stabilitet genom reglering av histon-mRNA-nivåer i Saccharomyces cerevisiae" . Genetik . 175 (3): 993–1010. doi : 10.1534/genetics.106.065987 . ISSN 0016-6731 . PMC 1840065 . PMID 17179095 .
  11. ^     Va, Won-Ki; Falvo, James V.; Gerke, Luke C.; Carroll, Adam S.; Howson, Russell W.; Weissman, Jonathan S.; O'Shea, Erin K. (2003-10-16). "Global analys av proteinlokalisering i spirande jäst". Naturen . 425 (6959): 686–691. doi : 10.1038/nature02026 . ISSN 1476-4687 . PMID 14562095 . S2CID 669199 .
  12. ^     Stevenson, Abigail L.; Norbury, Chris J. (2006-10-15). "Cid1-familjen av icke-kanoniska poly(A)-polymeraser". Jäst . 23 (13): 991–1000. doi : 10.1002/yea.1408 . ISSN 0749-503X . PMID 17072891 . S2CID 27167286 .
  13. ^ a b c     Houseley, Jonathan; Tollervey, David (2009-02-20). "De många vägarna för RNA-nedbrytning" . Cell . 136 (4): 763–776. doi : 10.1016/j.cell.2009.01.019 . ISSN 1097-4172 . PMID 19239894 . S2CID 17570967 .
  14. ^ a b     Hamill, Stephanie; Wolin, Sandra L.; Reinisch, Karin M. (2010-08-24). "Struktur och funktion av polymeraskärnan i TRAMP, ett RNA-övervakningskomplex" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 107 (34): 15045–15050. Bibcode : 2010PNAS..10715045H . doi : 10.1073/pnas.1003505107 . ISSN 1091-6490 . PMC 2930566 . PMID 20696927 .
  15. ^ a b c     Anderson, James T.; Wang, Xuying (januari 2009). "Nukleär RNA-övervakning: inga tecken på att substrat slutar". Kritiska recensioner i biokemi och molekylärbiologi . 44 (1): 16–24. doi : 10.1080/10409230802640218 . ISSN 1549-7798 . PMID 19280429 . S2CID 86059909 .
  16. ^ a b c     Jackson, Ryan N.; Klauer, A. Alejandra; Hintze, Bradley J.; Robinson, Howard; van Hoof, Ambro; Johnson, Sean J. (2010-07-07). "Kristallstrukturen hos Mtr4 avslöjar en ny bågdomän som krävs för rRNA-bearbetning" . EMBO Journal . 29 (13): 2205–2216. doi : 10.1038/emboj.2010.107 . ISSN 1460-2075 . PMC 2905245 . PMID 20512111 .
  17. ^     Bernstein, Jade; Ballin, Jeff D.; Patterson, Dimeka N.; Wilson, Gerald M.; Toth, Eric A. (2010-12-14). "Unika egenskaper hos Mtr4p-poly(A)-komplexet tyder på en roll i substratmålinriktning" . Biokemi . 49 (49): 10357–10370. doi : 10.1021/bi101518x . ISSN 1520-4995 . PMC 2999651 . PMID 21058657 .
  18. ^     Wilusz, Jeremy E.; Spector, David L. (februari 2010). "Ett oväntat slut: icke-kanoniska 3'-ändsbehandlingsmekanismer" . RNA . 16 (2): 259–266. doi : 10.1261/rna.1907510 . ISSN 1469-9001 . PMC 2811654 . PMID 20007330 .
  19. ^     Grzechnik, Pawel; Kufel, Joanna (2008-10-24). "Polyadenylering kopplad till transkriptionsterminering styr bearbetningen av snoRNA-prekursorer i jäst" . Molekylär cell . 32 (2): 247–258. doi : 10.1016/j.molcel.2008.10.003 . ISSN 1097-4164 . PMC 2593888 . PMID 18951092 .
  20. ^ a b   Houseley, Jonathan; Tollervey, David (april 2008). "Det nukleära RNA-övervakningsmaskineriet: kopplingen mellan ncRNA och genomstruktur i spirande jäst?". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms . Nya RNA-nukleotidyltransferaser och genreglering. 1779 (4): 239–246. doi : 10.1016/j.bbagrm.2007.12.008 . PMID 18211833 .
  21. ^     Schneider, Claudia; Anderson, James T.; Tollervey, David (2007-07-20). "Exosomsubenheten Rrp44 spelar en direkt roll i RNA-substratigenkänning" . Molekylär cell . 27 (2): 324–331. doi : 10.1016/j.molcel.2007.06.006 . ISSN 1097-2765 . PMC 7610968 . PMID 17643380 .
  22. ^     Brunt, JT; Bai, X.; Johnson, AW (mars 2000). "De antivirala jästproteinerna Ski2p, Ski3p och Ski8p existerar som ett komplex in vivo" . RNA . 6 (3): 449–457. doi : 10.1017/s1355838200991787 . ISSN 1355-8382 . PMC 1369926 . PMID 10744028 .
  23. ^ a b     Houseley, Jonathan; LaCava, John; Tollervey, David (2006-07-01). "RNA-kvalitetskontroll av exosomen". Naturrecensioner Molekylär cellbiologi . 7 (7): 529–539. doi : 10.1038/nrm1964 . ISSN 1471-0080 . PMID 16829983 . S2CID 22499032 .
  24. ^    Keller, C.; Woolcock, K.; Hess, D.; Buhler, M. (2010). "Proteomisk och funktionell analys av det icke-kanoniska poly(A)-polymeraset Cid14" . RNA . 16 (6): 1124–1129. doi : 10.1261/rna.2053710 . PMC 2874164 . PMID 20403971 .
  25. ^    Lubas, Michal; Christensen, Marianne S.; Kristiansen, Maiken S.; Domanski, Michal; Falkenby, Lasse G.; Lykke-Andersen, Søren; Andersen, Jens S.; Dziembowski, Andrzej; Jensen, Torben Heick (2011-08-19). "Interaktionsprofilering identifierar det mänskliga nukleära exosominriktningskomplexet" (PDF) . Molekylär cell . 43 (4): 624–637. doi : 10.1016/j.molcel.2011.06.028 . ISSN 1097-4164 . PMID 21855801 .
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=TRAMP_complex&oldid=1093348686 "