Pseudouridin - Pseudouridine

Pseudouridin
Pseudouridine.svg
Ismlar
IUPAC nomi
5-[(2S,3R,4S,5R) -3,4-Dihidroksi-5- (gidroksimetil) -oksolan-2-il] -1H-pirimidin-2,4-dion
IUPAC nomi afzal
5- (b-D-ribofuranosil) pirimidin-2,4 (1H,3H) -dione
Boshqa ismlar
psi-Uridin, 5-Ribosilurasil, beta-D-Psevdouridin, 5- (beta-D-Ribofuranosil) uratsil
Identifikatorlar
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
UNII
Xususiyatlari
C9H12N2O6
Molyar massa244,20 g / mol
Tashqi ko'rinishiOq taneli kukun
Suvda yaxshi eriydi.
Boshqacha ko'rsatilmagan hollar bundan mustasno, ulardagi materiallar uchun ma'lumotlar keltirilgan standart holat (25 ° C [77 ° F], 100 kPa da).
☒N tasdiqlang (nima bu tekshirishY☒N ?)
Infobox ma'lumotnomalari

Pseudouridin (yunoncha psi- Ψ harfi yoki Q harfi bilan qisqartirilgan)[1] bu izomer ning nukleosid siydik unda urasil azot-uglerod o'rniga uglerod-uglerod orqali biriktiriladi glikozid birikmasi. (Ushbu konfiguratsiyada uratsil ba'zida "psevdourasil" deb ataladi.) Psevdouridin eng ko'p uchraydi RNK modifikatsiyasi uyali aloqada RNK. Keyin transkripsiya va sintezdan so'ng RNK 100 dan ortiq kimyoviy modifikatsiyalar bilan o'zgartirilishi mumkin. Ular to'rtta standart nukleotidga qo'shimcha ravishda transkripsiyadan so'ng RNK ekspressionini tartibga solishi va hujayrada turli xil rollarni bajarishi, shu jumladan RNKning tarjimasi, lokalizatsiyasi va stabillashishi mumkin. Pseudouridin, ulardan biri bo'lib, uridinning C5-glikozid izomeridir, uning tarkibida C1 o'rtasida C-C bog'lanish mavjud. riboza shakar va C5 ning urasil, uridinda topilgan odatdagi C1-N1 birikmasidan ko'ra. C-C aloqasi unga ko'proq aylanish erkinligi va konformatsion moslashuvchanlikni beradi.[2] Bundan tashqari, psevdouridin N1 holatida qo'shimcha vodorod bog'lanish donoriga ega. 5-ribosilurasil deb ham ataladigan psevdouridin hamma joyda tarqalgan, ammo tizimli RNKlarning sirli tarkibiy qismidir (transfer, ribosomal, kichik yadroli (snRNA) va kichik nukleolyar). Yaqinda u RNK kodlashda ham aniqlandi. U eng keng tarqalgan bo'lib, hayotning barcha 3 filogenetik sohalarida uchraydi va birinchi bo'lib topilgan. Ushbu nukleotid "beshinchi nukleotid" deb hisoblanadi. U tarkibidagi nukleotidlarning 4 foizini tashkil qiladi xamirturush tRNK. Ushbu bazaviy modifikatsiya RNKni barqarorlashtirishga va qo'shimcha imino guruhi orqali suv bilan qo'shimcha vodorod bog'lanishlarini hosil qilish orqali tayanch qatlamlarni yaxshilashga qodir. 11 ta psevduridin mavjud Escherichia coli xamirturushli sitoplazmatik rRNKdagi rRNK, 30 va mitoxondriyal 21S rRNKdagi bitta modifikatsiya va odamning rRNKidagi 100 ga yaqin psevduridinlar organizmning murakkabligi bilan psevdouridilatsiya darajasi oshib borishini ko'rsatadi. Pseudouridin ichkarida rRNK va tRNK mintaqaviy tuzilmani aniq sozlashi va barqarorlashtirishi hamda mRNK dekodlash, ribosomalarni yig'ish, qayta ishlash va tarjima qilishda o'z funktsiyalarini saqlashga yordam berishi aniqlandi.[2][3][4] Pseudouridin ichkarida snRNA yaxshilanishi ko'rsatilgan splitseozomal Ekish regulyatsiyasini engillashtirish uchun RNK-mRNKgacha o'zaro ta'sir.[5]

Pseudouridin uridindan bintintazlar ta'sirida biosintez qilinadi.

Turli xil RNKlarga ta'siri va modifikatsiyasi

tRNK

TRNKAla dan S. cerevisiae.
Pseudouridine = Ψ

Ψ bu RNK sinfida hamma joyda uchraydi va oddiylikni osonlashtiradi tRNK strukturaviy motivlar. Bunday strukturaviy motiflardan biri Ψ55 ni o'z ichiga olgan TΨC pog'onali pastadir. Ψ odatda D tayoqchasida va antikodon poyasida va har bir domendan tRNKlar tsiklida uchraydi. Har bir konstruktiv motifda strukturaning stabillashadigan noyob fizik-kimyoviy xususiyatlari U standarti bilan mumkin emas edi.[2]

Tarjima paytida Ψ tRNK molekulalarining o'zaro ta'sirini modulyatsiya qiladi rRNKlar va mRNAlar. G va boshqa modifikatsiyalangan nukleotidlar ular tarkibidagi tRNK domenlarining mahalliy tuzilishiga ta'sir qiladi, ular RNKning umumiy katlamiga ta'sir qilmaydi. Antikodon ildiz-tsiklida (ASL) Ψ tRNKlarning ribosomaga to'g'ri bog'lanishi uchun juda muhim ko'rinadi. Ψ ASL ning dinamik tuzilishini barqarorlashtiradi va 30S ribosomasi bilan mustahkam bog'lanishiga yordam beradi. ASL ning stabillashgan konformatsiyasi to'g'ri saqlashga yordam beradi antikodon -kodon tarjima paytida juftliklar. Ushbu barqarorlik peptid bog'lanishining hosil bo'lish tezligini pasaytirish va noto'g'ri kodon-antikodon juftlarini rad etish uchun ko'proq vaqt berish orqali tarjima aniqligini oshirishi mumkin. Mahalliy strukturani barqarorlashtirishda Ψ rolini bajarishiga qaramay, tRNKning psevdouridilatsiyasi hujayralar hayotiyligi uchun muhim emas va odatda talab qilinmaydi aminoatsilatsiya.[2]

mRNA

Ψ ham topilgan mRNAlar bu oqsil sintezi uchun shablon. MRNKdagi qoldiqlar UAA, UGA va UAG to'xtash kodonlarining kodlash xususiyatiga ta'sir qilishi mumkin. Ushbu to'xtash kodonlarida U → Ψ modifikatsiyasi va U → C mutatsiyasi ikkalasi ham bema'nilikni bostirishga yordam beradi.[6]

rRNK

Ψ katta va kichiklarda uchraydi ribosomal hayotning barcha sohalarining subbirliklari va ularning organoidlar. Ribosomada Ψ qoldiqlar II, IV va V domenlarda to'planib, RNK-RNK va / yoki RNK-oqsillarning o'zaro ta'sirini barqarorlashtiradi. $ Ψ $ barqarorligi yordam berishi mumkin rRNK katlama va ribosomalarni yig'ish. Ψ shuningdek, mahalliy tuzilmalarning barqarorligiga ta'sir qilishi mumkin, bu tarjima paytida dekodlash va korrekturaning tezligi va aniqligiga ta'sir qiladi.[2]

snRNA

Ψ asosiy tarkibida mavjud splitseozomal snRNAlar eukaryotlarning. RNRNK tarkibidagi qoldiqlar ko'pincha filogenetik ravishda saqlanib qoladi, ammo taksonlar va organizmlar bo'yicha ba'zi bir farqlarga ega. SnRNA-lardagi Ψ qoldiqlari odatda splitseozomaning yig'ilishi va ishlashida ishtirok etadigan RNK-RNK va / yoki RNK-oqsillarning o'zaro ta'sirida qatnashadigan mintaqalarda joylashgan. R snRNAS tarkibidagi qoldiqlar mRNKgacha qayta ishlash uchun zarur bo'lgan splitseozomaning to'g'ri katlanmasına va yig'ilishiga yordam beradi.[2]

Psevdouridin sintaz oqsillari

Pseudouridine - bu amalga oshiriladigan RNK modifikatsiyalari transkripsiyadan keyin, shuning uchun RNK hosil bo'lgandan keyin. Ushbu modifikatsiyani amalga oshiradigan oqsillarga Pseudouridine Synthases yoki PUS deyiladi. PUS oqsillari hayotning barcha shohliklarida mavjud. Ko'pgina tadqiqotlar PUS oqsilining tRNKni qanday o'zgartirishi bo'yicha amalga oshirilgan, shuning uchun snRNK va mRNK ishtirok etadigan mexanizm aniq belgilanmagan. PUS oqsillari RNKning o'ziga xosligi, tuzilishi va izomerizatsiya mexanizmlar. PUS ning turli xil tuzilmalari 4 oilaga bo'lingan. Oilalar faol ketma-ketlik va muhim tarkibiy motivlarni baham ko'rishadi.[1]

TruA

TruA domeni tRNA, snRNA va mRNA ning turli xil joylarini o'zgartiradi. Ushbu oilada uridinning izomerizatsiya mexanizmi haqida hali ham gaplashilmoqda.[4][7]

TRNK bilan bog'langan psevdouridin sintaz.

PUS 1 yadroda joylashgan va turli joylarda tRNKni o'zgartiradi, U44 U2 snRNA va U28 snRNA ning U28. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, PUS 1 ekspresiyasi atrof-muhitdagi stress paytida ko'paygan va RNK qo'shilishini tartibga solish uchun muhimdir. Shuningdek, PUS 1 yadroda hosil bo'lgan tRNKni olish va ularni sitoplazmasiga yuborish uchun zarurdir.[4]

PUS 2 PUS 1 ga juda o'xshash, ammo mitoxondriyada joylashgan va faqat mito-tRNA ning U27 va U28 ni o'zgartiradi. Ushbu protein mitoxondriyal tRNKni o'zgartiradi, ular boshqa tRNK bilan solishtirganda kamroq psödouridin modifikatsiyasiga ega. Ko'pgina mitoxondriyalarda joylashgan oqsillardan farqli o'laroq, PUS 2da mitoxondriyal nishonga olish signallari yoki MTS mavjud emas.[4]

PUS 3 PUS 1 uchun gomologdir, ammo sitoplazma va mitoxondriyadagi tRNA (U38 / 39) ning turli joylarini o'zgartiradi. Ushbu protein TruA ​​oilasining eng konservalanganidir. PUS 3 tomonidan kiritilgan modifikatsiyalarning pasayishi tRNK tuzilishi noto'g'ri katlanganda aniqlandi. TRNK bilan bir qatorda oqsil ncRNA va mRNA ni ham nishonga oladi, ushbu modifikatsiyaning ahamiyati to'g'risida qo'shimcha tadqiqotlar o'tkazish kerak. PUS 3 va PUS 1 odamlarda steroid faollashtiruvchi retseptorlarini o'zgartiradi.[4]

TruB

TruB oilasida faqat mitoxondriyal va yadroda joylashgan PUS 4 mavjud. PUS 4 modifikatsiyasi t55 RNK tirsagidagi U55da juda qattiq saqlanib qolgan. PUS 4 ning inson shaklida aslida PUA yoki pseudouridin sintaz va arxeosin trans-glikozilaza. PUS 4 tRNA ning T-tsikli qismi uchun ketma-ketlikning o'ziga xos xususiyatiga ega. MRNA-ni o'zgartiradigan PUS4-ning dastlabki ma'lumotlari, ammo tasdiqlash uchun ko'proq tadqiqotlar o'tkazish kerak. Shuningdek, o'simliklarni yuqtiradigan RNK virusi bo'lgan o'ziga xos Brome Mosaic Virus bilan bog'lanadi.[4][8]

TruD

TruD turli xil RNKlarni o'zgartirishga qodir va bu turli xil RNK substratlari qanday tan olinishi noma'lum. PUS 7 U2 snRNA ni 35-pozitsiyada o'zgartiradi va hujayralar yuqori zarba berganda ushbu modifikatsiya kuchayadi. Boshqa modifikatsiya - bu 13-pozitsiyada sitoplazmatik tRNK va oldingi tRNKda 35-pozitsiyaTyr. PUS 7 deyarli o'ziga xoslikni o'zgartiradi, RNK turiga bog'liq emas, chunki mRNK PUS 7 tomonidan psevdouridillangan deb ko'rsatadi, buni RNK ketma-ketligini tan oling, UGUAR, ikkinchisi U modifikatsiya qilinadigan nukleotid. PRUS 7 ta mRNKning psevdouridilatsiyasi issiqlik zarbasi paytida kuchayadi, chunki oqsil yadrodan sitoplazma tomon harakatlanadi. Modifikatsiya RNK yadroga yoki mitoxondriyaga borguncha issiqlik zarbasi paytida mRNK barqarorligini oshiradi deb o'ylashadi, ammo ko'proq tadqiqotlar o'tkazish zarur.[4][7]

RluA

Ushbu oqsillarning RluA domeni substratni substrat bilan boshqa oqsil birikishi va keyin RluA domeni bilan bog'lanish orqali aniqlay oladi.[1][7]

PUS 5 yaxshi o'rganilmagan va joylashtirilgan psevdouridin sintaz va Pus 2 ga o'xshash mitoxondriyal signalni yo'naltirish ketma-ketligiga ega emas. Protein U2819 ni mitoxondriyal 21S rRNKini o'zgartiradi. Bundan tashqari, Pus 5 mRNKdagi ba'zi uridinlarni o'zgartiradi, ammo yana tasdiqlash uchun ko'proq ma'lumot kerak.

PUS 6 sitoplazmik va mitoxondriyal tRNKning U31 ni o'zgartiradigan moddaga ega. Pus 6 mRNA ni o'zgartirishi ham ma'lum.[4]

PUS 8 Rib2 nomi bilan ham tanilgan, U32 holatida sitoplazmik tRNKni o'zgartiradi. C-terminalda riboflavinning biosintezi bilan bog'liq bo'lgan DRAP-deaminaz domeni mavjud. Bilan bog'liq bo'lgan RluA va DRAP yoki deaminaz domeni riboflavin sintaz oqsil tarkibida butunlay alohida funktsiyalarga ega va ularning bir-biri bilan o'zaro aloqasi bor-yo'qligi noma'lum. Xamirturushda PUS 8 zarur, ammo bu psevdouridin modifikatsiyasi bilan emas, balki riboflavin sintezi bilan bog'liq deb taxmin qilinadi.[4]

PUS 9 va PUS 8 sitoplazmik o'rniga mitoxondriyal tRNKda xuddi shu holatni katalizlaydi. Bu N-terminalda mitoxondriyali yo'naltirilgan signal domenini o'z ichiga olgan yagona PUS oqsilidir. Tadqiqotlar PUS 9 mRNKlarni o'zgartirishi mumkin deb taxmin qilmoqda, bu esa substratning o'ziga xos xususiyatini anglatmaydi.[4]

Psevdouridin uchun genomlarni sekvensiya qilish usullari

Pseudouridinni turli xil usullar yordamida aniqlash mumkin. RNK va DNKdagi modifikatsiyani aniqlashning keng tarqalgan usuli bu Mass Spektrometriya bilan suyuq kromatografiya yoki LC-MS. Ommaviy spektrometriya molekulalarni massa va zaryad bilan ajratadi, uridin va pseudrouidin esa bir xil massaga ega, ammo zaryadlari har xil. Suyuq xromatografiya ustunni tark etish bilan bog'liq bo'lgan saqlash muddati bilan ishlaydi.[9] Psevduridinni aniqlashning kimyoviy usuli CMC yoki N-sikloheksil-N′-b- (4-metilmorfoliniyum) etilkarbodiimid deb nomlangan birikmani qo'llaydi va Uridinni Pseudouridindan ajratib turadi. CMC Pseudouridine va Uridine bilan bog'lanadi, ammo Pseudourdine bilan qattiqroq bog'liq, chunki uchinchi azot vodorod aloqasini hosil qilishi mumkin. Keyin psevdouridinga bog'langan CMC signalizatsiya molekulasini belgilash orqali tasvirlanishi mumkin. Ushbu usul yuqori mahsuldorlikka erishish uchun hali ham ishlamoqda.[10]

Psödouridinning tibbiy ahamiyati

Pseudouridin yaqin atrofdagi shakar-fosfat magistraliga sezgir, ammo sezilarli ta'sir ko'rsatadi va shuningdek, bazaviy staklashni kuchaytiradi. Ushbu ta'sirlar RNKdagi psevdouridin qoldiqlarining ko'pchiligining biologik roli asosida bo'lishi mumkin, ammo ehtimol emas. TRNK yoki rRNK tarkibidagi o'ziga xos psevduridin qoldiqlariga ega bo'lmagan ba'zi genetik mutantlar tarjima qilishda qiyinchiliklarni namoyon qiladi, sekin o'sish sur'atlarini namoyish etadi va aralash madaniyatdagi yovvoyi turdagi shtammlar bilan samarali raqobatlasha olmaydi. Pseudouridine modifikatsiyalari, shuningdek, inson kasalliklariga ta'sir qiladi mitokondriyal miyopatiya va sideroblastik anemiya (MLASA) va tug'ma diskeratoz.[4] Diskeratoz kongentia va Hoyeraal-Hreidarsson mutatsiyalar natijasida kelib chiqqan ikkita noyob irsiy sindromdir DKC1, psödouridin sintaz diskerin uchun kodlovchi gen. Pseudouridinlar inson immunitet tanqisligi virusida virusli kechikish jarayonlarining regulyatori sifatida tan olingan (OIV ) infektsiyalar.[11] Psevdouridilatsiya shuningdek onadan irsiy diabet va karlik (MIDD) patogenezi bilan bog'liq. Xususan, mitoxondriyal tRNKdagi nuqta mutatsiyasi bitta nukleotidning psevdouridilatsiyasini oldini oladi va shu bilan tRNK uchinchi darajali tuzilishini o'zgartiradi. Bu mitokondriyal tarjima va nafas olishda kamchiliklarni keltirib chiqaradigan tRNKning yuqori beqarorligiga olib kelishi mumkin.[11]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b v Xama, Tomoko; Ferré-D'Amaré, Adrian R. (2006 yil noyabr). "Psevdouridin sintezlari". Kimyo va biologiya. 13 (11): 1125–1135. doi:10.1016 / j.chembiol.2006.09.009. ISSN  1074-5521. PMID  17113994.
  2. ^ a b v d e f Grey, Maykl Sharet, Maykl V. (2000-05-01). "Psevdouridin RNKda: nima, qaerda, qanday va nima uchun". IUBMB hayoti. 49 (5): 341–351. doi:10.1080/152165400410182. ISSN  1521-6543. PMID  10902565.
  3. ^ Ge, Junxui; Yu, Yi-Tao (2013 yil aprel). "RNK psevdouridilatsiyasi: eski modifikatsiyadagi yangi tushunchalar". Biokimyo fanlari tendentsiyalari. 38 (4): 210–218. doi:10.1016 / j.tibs.2013.01.002. ISSN  0968-0004. PMC  3608706. PMID  23391857.
  4. ^ a b v d e f g h men j k Rintala-Dempsi, Anne S.; Kothe, Ute (2017-01-03). "Eukaryotik mustaqil psevdouridin sintazlar - RNKni o'zgartiruvchi fermentlar va gen ekspressionining paydo bo'ladigan regulyatorlari?". RNK biologiyasi. 14 (9): 1185–1196. doi:10.1080/15476286.2016.1276150. ISSN  1547-6286. PMC  5699540. PMID  28045575.
  5. ^ Vu, Govei; Radvan, Mohamed K.; Syao, Mu; Adachi, Xironori; Fan, Jeyson; Yu, Yi-Tao (2016-06-07). "TheTOR signalizatsiya yo'li U2 snRNA xamirturushining ochlik ta'sirida psevdouridilatsiyasini tartibga soladi". RNK. 22 (8): 1146–1152. doi:10.1261 / rna.056796.116. ISSN  1355-8382. PMC  4931107. PMID  27268497.
  6. ^ Adachi, Xironori; De Zoysa, Meemanage D.; Yu, Yi-Tao (2019 yil mart). "MRNKda va ba'zi bir asosiy kodlamaydigan RNKlarda transkripsiyadan keyingi pseudouridilatsiya". Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - Genlarni tartibga solish mexanizmlari. 1862 (3): 230–239. doi:10.1016 / j.bbagrm.2018.11.002. ISSN  1874-9399. PMC  6401265. PMID  30414851.
  7. ^ a b v Penzo M.; Gerrieri, A. N .; Zakchini, F.; Tere, D .; Montanaro, L. (2017-11-01). "Fiziologiya va tibbiyotdagi RNK psevdouridilatsiyasi: yaxshiroq va yomon". Genlar. 8 (11): 301. doi:10.3390 / genlar8110301. ISSN  2073-4425. PMC  5704214. PMID  29104216.
  8. ^ Keffer-Uilks, Laura Kerol; Veerareddygari, Govardxan Reddi; Kothe, Ute (2016-11-14). "RNK modifikatsiyasi fermenti TruB - bu tRNK shaperon". Milliy fanlar akademiyasi materiallari. 113 (50): 14306–14311. doi:10.1073 / pnas.1607512113. ISSN  0027-8424. PMC  5167154. PMID  27849601.
  9. ^ Xu, J .; Gu, A. Y .; Thumati, N. R .; Vong JMY (2017-09-05). "O'zgartirilgan HPLC-UV tahlilida uyali RNK havuzlaridagi psevduridin miqdorini aniqlash". Genlar. 8 (9): 219. doi:10.3390 / genlar8090219. ISSN  2073-4425. PMC  5615352. PMID  28872587.
  10. ^ Kalsotra, Auinash (2016-11-02). "Transkriptom-xaritalash uchun 1000 baholash fakulteti ncRNA va mRNA ning dinamik ravishda regulyatsiya qilingan psevdouridilatsiyasini aniqlaydi". doi:10.3410 / f.718875945.793524920. Iqtibos jurnali talab qiladi | jurnal = (Yordam bering)
  11. ^ a b Chjao, Yang; Karijolich, Jon; Glaunsinger, Britt; Chjou, Tsian (oktyabr 2016). "7 SK sn RNKning psevdouridilatsiyasi OIV-1 transkripsiyasini bostirish va kechikishdan qochish uchun 7 SK sn RNP hosil bo'lishiga yordam beradi". EMBO hisobotlari. 17 (10): 1441–1451. doi:10.15252 / embr.201642682. ISSN  1469-221X. PMC  5048380. PMID  27558685.