Сплайсосомная РНК U4 - U4 spliceosomal RNA

Сплайсосомная РНК U4
RF00015.jpg
Идентификаторы
СимволU4
РфамRF00015
Прочие данные
РНК типГен; мяРНК; сращивание
Домен (ы)Эукариоты
ИДТИТермин GO должен начинаться с GO: Термин GO должен начинаться с GO: Термин GO должен начинаться с GO: Термин GO должен начинаться с GO: Термин GO должен начинаться с GO:
ТАКТАК: 0000393
PDB структурыPDBe
Трехмерное изображение фрагмента мяРНК U4. Кристаллическая структура сплайсосомного белка 15,5 кД, связанного с фрагментом мяРНК U4.[1]

В Малая ядерная рибонуклеиновая кислота U4 (мяРНК U4) это некодирующая РНК компонент основного или U2-зависимого сплайсосома - а эукариотический молекулярная машина участвует в сплайсинге пре-мессенджерской РНК (пре-мРНК ). Он образует дуплекс с U6, и с каждым раундом сплайсинга он вытесняется из мяРНК U6 (и сплайсосомы) АТФ-зависимым образом, позволяя U6 повторно складываться и создавать активный сайт за сращивание катализ. Процесс рециклинга с участием белка Brr2 высвобождает U4 из U6, в то время как белок Prp24 повторный отжиг U4 и U6. В Кристальная структура 5 ' стебель-петля U4 в комплексе со связывающим белком.[1]

Биологическая роль

Было показано, что мяРНК U4 существует в нескольких различных форматах, включая: связанный с белками в виде небольшого ядерного рибо-ядерного белка snRNP,[2] участвует с мяРНК U6 в ди-мяРНП,[3] а также участвует как в мяРНК U6, так и в мяРНК U5 в три-мяРНП.[4][5] Было предложено, чтобы разные форматы совпадали с разными временными событиями в активности пента-snRNP,[6] или в качестве промежуточных продуктов в пошаговой модели сборки и активности сплайсосом.[7]

МнРНК U4 (и ее вероятный аналог snR14 в дрожжах[8]) не участвует напрямую в специфической каталитической активности реакции сплайсинга,[9] и предлагается вместо этого действовать как регулятор мяРНК U6. МнРНК U4 ингибирует активность сплайсосом во время сборки за счет комплементарного спаривания оснований между мяРНК U6 в двух высококонсервативных областях ствола.[10] Предполагается, что это взаимодействие спаривания оснований предотвращает сборку мяРНК U6 с мяРНК U2 в конформацию, необходимую для каталитической активности.[11] Если мяРНК U4 разрушается и тем самым удаляется из сплайсосомы, сплайсинг эффективно останавливается.[12] МнРНК U4 и U6 явно необходимы для сплайсинга in vitro.[13]

Структура

Рисунок 1. Обнаженная предполагаемая вторичная структура U4.
Рисунок 2. Предполагаемая вторичная структура спаривания оснований U4 / U6.

Предполагается, что вторичная структура мяРНК U4 изменяется в зависимости от ее взаимодействия с мяРНК U6.[7] Несколько экспериментов с участием Рентгеновская кристаллография,[1][14] ЯМР,[15] и химическая модификация Исследование структуры РНК[16] указывают на то, что вторичная структура мяРНК U4 содержит несколько консервативных мотивов,[17] которые выполняют структурные, а также промежуточные роли в установлении взаимодействия с другими компонентами сращивания. Предполагаемая вторичная структура спаривания оснований U4 / U6 мяРНК, показанная на рисунке 2, сохраняется у разнообразных организмов, что указывает на древнее происхождение аппарата сплайсинга.[18] Ранее было показано, что высококонсервативная петля изогнутой формы участвует в специфических белковых взаимодействиях.[1][19]

Взаимодействия

МнРНК U4 должна быть вытеснена из мяРНК U6 в АТФ-зависимом процессе с участием белка Brr2 - до того, как сплайсосома станет активной.[9][20][21] Был предложен цикл, включающий как Brr2, так и белок prp24, который избирательно повторно отжигает U4 с мяРНК U6.[21][22][23][24] Кольцо белков Sm окружает консервативную область мяРНК U4 около 3'-конца, которая, как ожидается, будет способствовать благоприятным взаимодействиям между различными мяРНП, а также, возможно, защищать мяРНК U4 от деградации посредством РНКаза ферменты.[25][26] Было идентифицировано более 100 белков, которые участвуют в сплайсосомном пути, также известно, что несколько белков разного размера взаимодействуют с snRNP U4.[27]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Видович И., Нотротт С., Хартмут К., Люрманн Р., Фичнер Р. (декабрь 2000 г.). «Кристаллическая структура сплайсосомного белка 15,5 кДа, связанного с фрагментом мяРНК U4». Мол. Клетка. 6 (6): 1331–42. Дои:10.1016 / S1097-2765 (00) 00131-3. PMID  11163207.
  2. ^ Рагхунатан П.Л., Гатри С. (июль 1998 г.). «Раскручивание РНК в мяРНП U4 / U6 требует гидролиза АТФ и фактора сплайсинга DEIH-бокса Brr2». Curr. Биол. 8 (15): 847–55. Дои:10.1016 / S0960-9822 (07) 00345-4. PMID  9705931.
  3. ^ Брингманн П., Аппель Б., Ринке Дж., Рейтер Р., Тайссен Х., Люрманн Р. (июнь 1984 г.). «Доказательства существования мяРНК U4 и U6 в едином рибонуклеопротеиновом комплексе и их ассоциации посредством спаривания межмолекулярных оснований». EMBO J. 3 (6): 1357–63. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1984.tb01977.x. ЧВК  557523. PMID  6204860.
  4. ^ Блэк Д.Л., Пинто А.Л. (август 1989 г.). «Малый ядерный рибонуклеопротеин U5: анализ структуры РНК и АТФ-зависимое взаимодействие с U4 / U6». Мол. Клетка. Биол. 9 (8): 3350–9. Дои:10.1128 / MCB.9.8.3350. ЧВК  362380. PMID  2552294.
  5. ^ Стивенс С.В., Барта И., Ге Х.Й., Мур Р.Э., Янг М.К., Ли Т.Д., Абельсон Дж. (Ноябрь 2001 г.). «Биохимический и генетический анализ малых ядерных рибонуклеопротеидов U5, U6 и U4 / U6 x U5 из Saccharomyces cerevisiae». РНК. 7 (11): 1543–53. ЧВК  1370197. PMID  11720284.
  6. ^ Стивенс С.В., Райан Д.Е., Ге Х.Й., Мур Р.Э., Янг М.К., Ли Т.Д., Абельсон Дж. (Январь 2002 г.). «Состав и функциональная характеристика дрожжевых сплайсосомных пента-мяРНП». Мол. Клетка. 9 (1): 31–44. Дои:10.1016 / S1097-2765 (02) 00436-7. PMID  11804584.
  7. ^ а б Cheng SC, Abelson J (ноябрь 1987 г.). «Сборка сплайсосом в дрожжах». Genes Dev. 1 (9): 1014–27. Дои:10.1101 / gad.1.9.1014. PMID  2962902.
  8. ^ Силичиано П.Г., Бров Д.А., Ройха Х., Гатри С. (август 1987 г.). «Существенная мяРНК из S. cerevisiae имеет свойства, предсказанные для U4, включая взаимодействие с U6-подобной мяРНК». Клетка. 50 (4): 585–92. Дои:10.1016/0092-8674(87)90031-6. PMID  2440583.
  9. ^ а б Йен С.Л., Лин Р.Дж. (ноябрь 1991 г.). «Малая ядерная РНК U4 отделяется от сплайсосомы дрожжей и не участвует в последующей реакции сплайсинга». Мол. Клетка. Биол. 11 (11): 5571–7. Дои:10.1128 / MCB.11.11.5571. ЧВК  361927. PMID  1833635.
  10. ^ Гатри С., Паттерсон Б. (1988). «Сплайсосомные мяРНК». Анну. Преподобный Жене. 22: 387–419. Дои:10.1146 / annurev.ge.22.120188.002131. PMID  2977088.
  11. ^ Мадхани HD, Гатри С. (ноябрь 1992 г.). «Новое взаимодействие спаривания оснований между мяРНК U2 и U6 предполагает механизм каталитической активации сплайсосомы». Клетка. 71 (5): 803–17. Дои:10.1016 / 0092-8674 (92) 90556-П. PMID  1423631.
  12. ^ Бергет С.М., Робберсон Б.Л. (август 1986 г.). «Малые ядерные рибонуклеопротеины U1, U2 и U4 / U6 необходимы для сплайсинга in vitro, но не для полиаденилирования». Клетка. 46 (5): 691–6. Дои:10.1016/0092-8674(86)90344-2. PMID  2427201.
  13. ^ Блэк Д.Л., Стейтц Дж. А. (август 1986 г.). «Для сплайсинга пре-мРНК in vitro требуется интактный малый ядерный рибонуклеопротеин U4 / U6». Клетка. 46 (5): 697–704. Дои:10.1016/0092-8674(86)90345-4. PMID  2427202.
  14. ^ Kambach C, Walke S, Nagai K (апрель 1999 г.). «Структура и сборка сплайсосомальных малых ядерных рибонуклеопротеиновых частиц». Curr. Мнение. Struct. Биол. 9 (2): 222–30. Дои:10.1016 / S0959-440X (99) 80032-3. PMID  10322216.
  15. ^ Комолли Л.Р., Ульянов Н.Б., Сото А.М., Марки Л.А., Джеймс Т.Л., Гмайнер WH (октябрь 2002 г.). «Структура ЯМР 3 'стволовой петли из мяРНК U4 человека». Нуклеиновые кислоты Res. 30 (20): 4371–9. Дои:10.1093 / нар / gkf560. ЧВК  137124. PMID  12384583.
  16. ^ Мужен А., Готтшалк А., Фабрицио П., Люрманн Р., Бранлант С. (апрель 2002 г.). «Прямое исследование структуры РНК и взаимодействий РНК-белок в очищенных клетках HeLa и дрожжевых сплайсосомных частицах три-мяРНП U4 / U6.U5». J. Mol. Биол. 317 (5): 631–49. Дои:10.1006 / jmbi.2002.5451. PMID  11955014.
  17. ^ Ли Л., Отаке Л. Р., Сюй И, Михаэли С. (январь 2000 г.). «Транс-сплайсосомальная РНК U4 из моногенетической трипаносоматидной Leptomonas collosoma. Клонирование и идентификация транскрибируемого trna-подобного элемента, который контролирует его экспрессию». J. Biol. Chem. 275 (4): 2259–64. Дои:10.1074 / jbc.275.4.2259. PMID  10644672.
  18. ^ Искьердо Дж. М., Валькарсель Дж. (Июль 2006 г.). «Простой принцип, объясняющий эволюцию сплайсинга пре-мРНК». Genes Dev. 20 (13): 1679–84. Дои:10.1101 / gad.1449106. PMID  16818600.
  19. ^ Бун К.Л., Норман К.М., Грейнджер Р.Дж., Ньюман А.Дж., Беггс Д.Д. (февраль 2006 г.). «Рассечение Prp8p выявляет доменную структуру и сайты взаимодействия с белками». РНК. 12 (2): 198–205. Дои:10.1261 / rna.2281306. ЧВК  1370899. PMID  16373487.
  20. ^ Бленкоу Б.Дж., Спроут Б.С., Райдер У., Барабино С., Ламонд А.И. (ноябрь 1989 г.). «Антисмысловое зондирование человеческого U4 / U6 snRNP с биотинилированными олигонуклеотидами 2'-OMe РНК». Клетка. 59 (3): 531–9. Дои:10.1016/0092-8674(89)90036-6. PMID  2478298.
  21. ^ а б Рагхунатан П.Л., Гатри С. (февраль 1998 г.). «Фактор сплайсосомного рециклинга, который повторно отжигает U4 и U6 малые ядерные рибонуклеопротеиновые частицы». Наука. 279 (5352): 857–60. Дои:10.1126 / science.279.5352.857. PMID  9452384.
  22. ^ Фортнер Д.М., Трой Р.Г., Бров Д.А. (январь 1994 г.). «Ствол / петля в РНК U6 определяет конформационный переключатель, необходимый для сплайсинга пре-мРНК». Genes Dev. 8 (2): 221–33. Дои:10.1101 / gad.8.2.221. PMID  8299941.
  23. ^ Джандрозиц А., Гатри С. (февраль 1995 г.). «Доказательства наличия сайта связывания Prp24 в мяРНК U6 и предполагаемого промежуточного продукта при отжиге мяРНК U6 и U4». EMBO J. 14 (4): 820–32. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1995.tb07060.x. ЧВК  398149. PMID  7882985.
  24. ^ Гетти А, Компания М, Абельсон Дж. (Апрель 1995 г.). «Специфичность связывания Prp24 с РНК: роль Prp24 в динамическом взаимодействии мяРНК U4 и U6». РНК. 1 (2): 132–45. ЧВК  1369067. PMID  7585243.
  25. ^ Урлауб Х., Рейкер В.А., Костка С., Люрманн Р. (январь 2001 г.). «Взаимодействие РНК белка Sm и сайта Sm внутри внутреннего кольца сплайсосомной основной структуры snRNP». EMBO J. 20 (1–2): 187–96. Дои:10.1093 / emboj / 20.1.187. ЧВК  140196. PMID  11226169.
  26. ^ Старк Х., Дубе П., Люрманн Р., Кастнер Б. (январь 2001 г.). «Расположение РНК и белков в сплайсосомной малой ядерной частице рибонуклеопротеина U1». Природа. 409 (6819): 539–42. Дои:10.1038/35054102. PMID  11206553.
  27. ^ Nottrott S, Urlaub H, Lührmann R (октябрь 2002 г.). «Иерархические кластерные взаимодействия белков с мяРНК U4 / U6: биохимическая роль белков U4 / U6». EMBO J. 21 (20): 5527–38. Дои:10.1093 / emboj / cdf544. ЧВК  129076. PMID  12374753.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка