게시 및 게시 날짜 : 2011/05/09

분자 수준에서 바카라 필승법에 폴리 A 서열을 추가하는 RNA 신타 제의 특이성을 풀기

-템플릿을 사용하지 않고 바카라 필승법를 합성하는 효소의 예상한 개발-

포인트

  • 바카라 필승법의 끝에 폴리 A 서열을 첨가하는 효소의 특이성의 분자 수준 메커니즘 (PolyA 첨가 효소)은 알려져 있지 않았다
  • Polya 첨가 효소는 활성 촉매 부위의 형태와 크기와 하나의 수소 결합에 의해 기질 ATP를 인식합니다
  • 템플릿을 사용하지 않고 고정 시퀀스를 합성 할 수있는 바카라 필승법 신타 제의 설계를 통한 새로운 의약품의 개발 예상

요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi ARI 회장) (이하 "AIST"라고 불리는) 생물 의학 연구 부서 [연구 부서 ODA MASANAO] RNA 처리 연구 그룹 이사 Tomita Kozo 및 기타템플릿 독립적 바카라 필승법 신타 제Out바카라 필승법| eubacteria 유래 폴리 A 시퀀스 8392_8417 |폴리 A 첨가제 효소의 구조 측정되었고 기질 특이성을 정의하는 분자 메커니즘이 밝혀졌다

세포에서 바카라 필승법가 일반적으로 DNA로부터 전사 된 후, DNA의 서열에 관계없이 폴리 A 첨가 효소라고 불리는 주형 독립적 RNA 신타 제에 의해 수십에서 수백까지의 아데닌 뉴클레오티드 (폴리 A 서열)가 그들의 말단에 첨가된다 바카라 필승법의 폴리 A 서열은 RNA 안정성 및 번역에 관여하며, 유전자 발현에서 중요한 역할을한다 또한, 폴리 A 첨가 효소를 포함한 다양한 주형 독립적 인 RNA 신타 제는 결함있는 RNA를 활발하게 분해하고 제거한다바카라 필승법 품질 관리광범위한 유전자 발현에 관여비 코딩 바카라 필승법8835_8992구조잡지에 게시

그림
PolyA 첨가 효소의 전체 구조 : 머리, 목, 몸 및 다리로 구성된 수달 모양의 구조를 취합니다


개발의 사회적 배경

세포 내의 유전자 정보는 DNA → 바카라 필승법 → 단백질의 순서로 전달된다 다시 말해, 유전자 정보는 주형으로 DNA 가닥을 사용하여 바카라 필승법로 전사됩니다 바카라 필승법는 다양한 처리를 겪고 결국 기능적 바카라 필승법로 성숙합니다 수십에서 수백 개의 아데닌 뉴클레오티드 (폴리 A 서열)가 주형-독립적 인 RNA 신타 제 중 하나 인 폴리 A 첨가 효소에 의해 바카라 필승법의 전사 과정의 말단에 첨가되는 것으로 알려져있다

바카라 필승법의 말기에 합성 된 폴리 A 서열은 RNA의 안정성에 관여하고 번역을 촉진하고, 유전자 발현에서 중요한 역할을한다 생체 내에서 주형-독립적 인 RNA 신타 제에 의해 RNA 합성에 RNA 합성의 첨가는 기능적으로 결함이있는 RNA의 분해에 적극적으로 관여하는 것으로보고되었다 다시 말해, 템플릿 독립적 인 RNA 신타 제는 새로운 RNA의 품질을 관리하는 데 역할을 할 수 있습니다 이 주형-독립적 인 RNA 신타 제는 유전자 조절에 깊이 관여하는 단백질에 대한 아미노산 서열 정보를 포함하지 않는 소분자 비 코딩 RNA의 발현 조절에 관여하는 것으로보고되었다 따라서, 주형-독립적 인 RNA 신타 제 그룹의 상세한 메커니즘을 설명하고, 효소 활성이 신체에 나타나는시기와 어디에서 어디서나 새로운 RNA 신타 제를 설계 할뿐만 아니라 새로운 유전자 발현 조절을 설명하는 데 중요한 역할을한다

연구 이력

AIST는 바카라 필승법를 합성하는 효소의 기능과 구조에 대한 연구를 수행하고 있습니다 지금까지 우리는 템플릿, 즉 템플릿-독립적 인 바카라 필승법 신타 제 및 바이러스 유래 템플릿을 사용하여 바카라 필승법를 합성하는 효소 (프레스 프레젠테이션 등)를 사용하지 않고 바카라 필승법를 합성하는 효소를 연구하고 있습니다2006 년 10 월 16 일,2008 년 7 월 8 일,AIST : Eubacteria,AIST : 바이러스 온라인) 이 연구는 지금까지 AIST에서 템플릿을 사용하지 않는 바카라 필승법 신타 제의 분석에서 수행되었습니다CCA 부가 효소와 유사한 아미노산 서열을 갖는 폴리 A 첨가 효소에서 수행되었다 그러나 다른 활동으로 CCA 첨가 효소 및 PolyA 첨가 효소를 포함한 주형-독립적 인 바카라 필승법 신타 제는 다양한 유전자 발현에 관여한다 따라서, 이들 주형-비 의존적 바카라 필승법 신타 제에 대한 기질 인식의 분자 메커니즘 및 반응 메커니즘을 설명함으로써, 반응을 제어하는 메커니즘은 이들 효소의 반응을 어디에 그리고 무엇을 신체에서 발현 할 수 있는지 제어 할 수 있으며, 신약의 발달에 대한 근거를 제공 할 수있다

이 연구는 일본 과학 기술 기관 (JST) 전략적 창의적 연구 촉진 프로젝트 "바카라 필승법 및 생물학적 기능"의 일환으로 수행되었습니다 (Research General : Nomoto Akio, 미생물 화학 연구소 소장) 또한 JSPS (Japan Society for Science) 재단 연구 A와 Toray Science Foundation의 연구 보조금을 제공했습니다

연구 컨텐츠

세포에서 바카라 필승법를 DNA로부터 전사 한 후, 폴리 A 서열이 합성되고 DNA의 서열에 관계없이 폴리 A 첨가 효소라고 불리는 주형-독립적 인 RNA 신타 제에 의해 그들의 말단에 첨가된다 바카라 필승법의 폴리 A 서열은 RNA 안정성 및 바카라 필승법의 번역을 촉진하고, 유전자 발현에서 중요한 역할을한다 또한, 이들 주형-독립적 인 RNA 신타 제는 다양한 유전자 발현에 관여한다는 것이 최근에 알려져있다

흥미롭게도, Eubacterium polya 첨가 효소는t바카라 필승법의 터미널에서 일반적으로 발견되는 CCA 서열을 합성하는 CCA 첨가 효소와 매우 유사하다 주형 독립적 인 방식으로, 아미노산 서열 단독으로부터의 활성을 예측하기가 어렵다 이 연구에서, X- 선 결정 구조 및 생화학 적 분석을 수행하여 분자 수준에서 메커니즘을 명확히하기 위해 Eubacteria polyA 첨가 효소의 특이성 및 분자 수준에서 CCA 첨가 효소의 특이성 사이의 차이를 초래한다

그림 1
그림 1 : eubacterial polya 첨가 효소의 구조 (왼쪽; Sea Otter 유형) 및 CCA 첨가 효소 (중심; 해상 유형)의 구조, PolyA 첨가 효소 (빨간색) 및 CCA 첨가 효소 (파란색) 머리와 목 도메인의 구조는 매우 유사합니다 (오른쪽)

이 X- 선 결정 구조 분석 및 생화학 적 분석은 다음과 같습니다

1) PolyA 첨가 효소의 전체 구조는 해마와 같은 CCA 첨가 효소와는 다른 4 가지 도메인의 4 가지 도메인으로 구성된 해양과 같은 구조였습니다 (그림 1 좌회전, 중앙)

2) 그러나 폴리 A 첨가 효소의 활성 촉매 부위 및뉴클레오티드결합 부위를 포함하는 헤드, 목도 도메인 구조는 CCA 첨가 효소의 것과 매우 유사했습니다 (그림 1 오른쪽)

3) 폴리 A 첨가 효소의 목도 도메인에 존재하는 뉴클레오티드 결합 포켓 내에서 염기 인식에 관여하는 것으로 생각되는 아미노산은 분자 내 수소 결합을 통해 고체 구조를 갖는다 (도 2)

4) Polya 첨가 효소는 목도 영역의 하드 포켓 내에서 단일 수소 결합에 있습니다ATP, 포켓의 모양과 크기는 ATP에만 적합했습니다

5) 반면에, CCA 첨가 효소에서, 뉴클레오티드의 결합 포켓에서 염기 인식에 관여하는 아미노산은 폴리 A 첨가 효소와 다르며, 분자 내 수소 결합을 형성하지 않으며 상기로부터 유연한 구조를 갖는다CTPATP는 동시에 인식 될 수있다 (도 3)

6) PolyA 첨가 효소의 뉴클레오티드와 결합 포켓의 견고성은 바카라 필승법 인식과 관련된 신체 도메인 사이의 상호 작용 때문이라고 제안되었다 (도 1 및 4)

7) 또한 PolyA 첨가 효소의 다리 도메인은 PolyA가 효소를 이동시키기 위해 첨가 된 바카라 필승법에 필요한 영역임을 밝혀냈다

그림 2
그림 2 PolyA 첨가 효소 (스테레오 다이어그램)에 의한 ATP (빨간색)의 인식 : ATP 결합 포켓의 아미노산 사이의 수소 결합 (회색 점선)에 의해 단단한 구조가 형성됩니다

그림 3
그림 3 : PolyA 첨가 효소의 뉴클레오티드 결합 포켓 (Red : PAP) 및 CCA 첨가 효소 (Blue : CCA) (스테레오 다이어그램) 사각형으로 둘러싸인 아미노산의 3 차원 구조는 두 효소 사이에서 다릅니다

그림 4
그림 4 폴리 A 애인 효소 (왼쪽)와 CCA 애인 효소 (오른쪽) 사이의 뉴클레오티드 인식의 차이

이들 분석은 수년 동안 알려지지 않은 분자 수준에서 폴리 A와 CCA 첨가 효소 사이의 특이성의 차이를 보여준다

미래 계획

최근 몇 년 동안, 다양한 주형-독립적 인 바카라 필승법 신타 제가 살아있는 유기체에 존재하며 살아있는 유기체에서 바카라 필승법의 신진 대사에 깊은 관여하는 것으로보고되었다 앞으로, 우리는 또한 다양한 유전자 발현에 관여하는 다른 유형의 주형 독립적 인 바카라 필승법 신타 제에 초점을 맞추고, 분자 수준에서 이들 효소 반응의 상세한 메커니즘과 유전자 발현 조절에서의 역할을 명확히하는 것을 목표로 할 것이다

문의

독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
생물 의학 연구 부서 바카라 필승법 처리 연구 그룹
Tomita Kozo, 연구 그룹 책임자 이메일 :Kozo-tomita * aistgojp (사용하려면 @로 변경하십시오)

터미널 설명

◆ 템플릿 독립적 바카라 필승법 신타 제
생체 내 핵산의 합성에서, 일반 바카라 필승법 신타 제는 합성 될 서열에 상보적인 핵산 주형을 필요로하고, 주형의 정보에 따라 정의 된 서열을 갖는 핵산을 합성한다 그러나, 이러한 핵 산성 템플릿을 사용하지 않는 주형 독립적 인 바카라 필승법 신타 제도있다 AIST는 주형-독립적 인 바카라 필승법 신타 제인 CCA 첨가 효소에 의한 CCA 서열의 합성을위한 분자 기초를 밝혀냈다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 필승법
메신저 RNA에 대한 약어 단백질을 형성하는 아미노산의 서열 정보 인 유전자 정보는 DNA로부터 전사 된 (전사 된) RNA이며, DNA에 대한 유전자 정보는 정확하게 복사된다 단백질을 합성하기 위해, DNA에서 바카라 필승법로 전사되고, 바카라 필승법의 유전자 코드에 상응하는 아미노산이 운반된다[참조로 돌아 가기]
◆ 폴리 additional 효소
바카라 필승법의 3 '말단에서 폴리 A 서열을 합성하는 효소는 ATP를 기판으로 사용하여 핵 산성 주형을 사용하지 않고 합성 될 수있다 CCA 첨가 효소와 마찬가지로, 이들은 주형-독립적 인 RNA 신타 제 그룹에 속하며,이 빈테리아에서,이 두 효소의 아미노산 서열은 매우 상 동성이므로 아미노산 서열에 기초한 효소를 예측하기가 어렵다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 필승법 품질 관리
DNA의 유전자 정보는 바카라 필승법로 복사되지만, 다양한 처리를 받고 결국 기능성 바카라 필승법로 성숙합니다 그러나, 성숙 과정은 작동하지 않을 수 있으며 바카라 필승법가 형성 될 수있다 이러한 결함이있는 바카라 필승법는 신체에서 적극적으로 제거됩니다 이 공격적인 바카라 필승법 품질 결정 메커니즘을 일반적으로 바카라 필승법 품질 관리라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 비 코딩 바카라 필승법
일반적으로, RNA는 오랫동안 메신저 RNA (바카라 필승법)로 알려져 왔으며, 이는 단백질의 서열을 정의하고, 번역 (TRNA)에 관여하는 아미노산을 전달하고 리보솜 RNA (RRNA)를 단백질 합성 장치를 구성하는 리보솜 RNA (RRNA)를 전달한다 비 코딩 RNA는 다른 단백질로 번역되지 않고 기능하는 RNA에 대한 일반적인 용어입니다 최근에, 많은 비 코딩 RNA가 살아있는 유기체에 존재하며 수많은 유전자 발현의 조절에 관여한다는 것이 분명해졌다[참조로 돌아 가기]
◆ CCA 부가 효소
T바카라 필승법의 3 '끝에 보편적으로 존재하는 CCA 서열을 합성하고 추가하는 효소이며, 모든 생물에서 보존 된 효소입니다 핵 산성 주형을 사용하지 않고 CTP 및 ATP를 기판으로 사용하여 CCA라는 정의 서열을 합성 할 수있는 고유 한 템플릿-독립적 인 바카라 필승법 신타 제이다[참조로 돌아 가기]
◆ t바카라 필승법
전이 RNA라고 불리는 70-90 뉴클레오티드의 단일 가닥 소형 RNA는 아미노산과 바카라 필승법 (기계적 RNA)의 유전자 코드를 연결하는 어댑터 분자로서 작용한다 TRNA의 3 '말단은 CCA (Cytidine-cytidine-adenosine) 서열에 보편적으로 존재하며, 아미노산은 말단 A에 첨가되어이를 운반한다[참조로 돌아 가기]
◆ 뉴클레오티드
그것은 핵산의 성분이며 설탕과 염기가 연결된 구조를 가지고 있습니다 바카라 필승법의 경우, 이는 아데노신 트리 포스페이트 (ATP), 구아노신 트리 포스페이트 (GTP), 시티 딘 트리 포스페이트 (CTP) 및 우리 딘 트리 포스페이트 (UTP)의 네 가지 유형으로 구성됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ ATP, CTP
뉴클레오티드의 유형 ATP는 아데노신 트리 포스페이트의 약자이며 CTP는 시티 딘 트리 포스페이트를 나타냅니다[참조로 돌아 가기]


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