Глутаминовый рибосвитч
| мотив РНК glnA | |
|---|---|
 Консенсусная вторичная структура РНК glnA | |
| Идентификаторы | |
| Символ | РНК glnA |
| Рфам | РФ01739 |
| Другие данные | |
| Тип РНК | Цис- регуляторный элемент; рибосвитч |
| Домены | цианобактерии |
| ИДТИ | GO:0070406 (связывание глютамина); |
| ТАК | SO:0000035 (рибосвитч); |
| Структуры PDB | ПДБе |
Глутаминовый рибосвитч (ранее мотив РНК glnA ) — это консервативная структура РНК , предсказанная биоинформатикой . [1] Он присутствует в различных линиях цианобактерий , а также в некоторых фагах , которые заражают цианобактерии. Он также обнаружен в ДНК, выделенной из некультивируемых бактерий, живущих в океане , которые предположительно являются видами цианобактерий.
glnA РНК обнаружены в предполагаемых 5'-нетранслируемых областях генов , кодирующих несколько классов белков , которые участвуют в метаболизме азота . Наиболее известными из этих классов белков являются транспортеры аммония , ферменты глутаминсинтетаза и глутаматсинтаза и белок PII, который сам по себе регулирует метаболизм азота. Дальнейшее подтверждение возможной роли цис-регуляторного элемента в контроле метаболизма азота, ген Prochlorococcus marinus, обозначенный как PMT1479, был более подавлен, чем другой другой ген в этом организме, когда он рос без достаточного запаса азота . [1] [2]
Было показано, что glnA РНК соответствуют рибопереключателям , связывающим глутамин , [3] т. е. они чувствуют концентрацию глутамина, чтобы измерить общую доступность азота, и соответствующим образом регулируют нижестоящие гены. Первоначальное предложение о функции рибопереключателя основывалось на приведенных выше доказательствах того, что glnA РНК являются цис -регуляторными, а также на умеренной структурной сложности в трехствольном соединении мотива glnA РНК, которая сопоставима со структурами других известных рибопереключателей. Некоторые glnA РНК расположены рядом с другими glnA РНК. Эти «тандемные расположения» также демонстрируются глициновыми рибопереключателями и рибопереключателями TPP , где они позволяют клетке выключать или включать гены в пределах меньшего изменения концентрации лиганда рибопереключателя. Другими словами, кривая отклика рибопереключателя больше напоминает цифровую функцию. [4] [5] Однако такое кооперативное связывание не наблюдалось. [3] Первые доказательства in vivo того, что РНК функционируют как рибопереключатели глутамина, показали, что эти рибопереключатели контролируют экспрессию белка IF17, ингибирующего глутаминсинтетазу, в Synechocystis sp. PCC 6803 , таким образом, представляя собой ключевой элемент управления для активности GS в цианобактериях . [6]
Возможное структурное сходство было обнаружено между мотивом РНК glnA и мотивом нисходящего пептида . [1] Наиболее очевидное сходство наблюдается между стеблями, обозначенными как «P1» в каждом мотиве, но были обнаружены и другие сходства. [1] Было высказано предположение, что оба мотива представляют собой рибопереключатели, участвующие в метаболизме азота. Тот факт, что РНК из обоих мотивов избирательно связывают глутамин, подтверждает эту гипотезу, но подробные структурные данные пока отсутствуют. Мотив glnA имеет внутри себя структуру E-петли [7] [8] (также называемую модулем bulged-G).
Смотрите также
Ссылки
- ^ abcd Weinberg Z, Wang JX, Bogue J, et al. (март 2010 г.). «Сравнительная геномика выявляет 104 кандидата структурированных РНК из бактерий, архей и их метагеномов». Genome Biol . 11 (3): R31. doi : 10.1186/gb-2010-11-3-r31 . PMC 2864571. PMID 20230605 .
- ^ Tolonen AC, Aach J, Lindell D, et al. (2006). «Глобальная экспрессия генов экотипов Prochlorococcus в ответ на изменения доступности азота». Mol. Syst. Biol . 2 (1): 53. doi :10.1038/msb4100087. PMC 1682016. PMID 17016519 .
- ^ ab Ames TD, Breaker RR (январь 2011 г.). «Бактериальные аптамеры, селективно связывающие глутамин». RNA Biol . 8 (1): 82– 89. doi :10.4161/rna.8.1.13864. PMC 3127080. PMID 21282981 .
- ^ Мандал М, Ли М, Баррик Дж. Э. и др. (октябрь 2004 г.). «Глицинзависимый рибопереключатель, который использует кооперативное связывание для управления экспрессией генов». Science . 306 (5694): 275– 279. Bibcode :2004Sci...306..275M. doi :10.1126/science.1100829. PMID 15472076.
- ^ Welz R, Breaker RR (апрель 2007 г.). «Характеристики связывания лигандов и контроля генов тандемных рибопереключателей в Bacillus anthracis». РНК . 13 (4): 573–582 . doi :10.1261/rna.407707. PMC 1831863. PMID 17307816 .
- ^ Klähn S, Bolay P, Wright PR, Atilho RM, Brewer KI, Hagemann M, Breaker RR, Hess WR (август 2018 г.). «Глутаминовый рибосвитч — ключевой элемент регуляции глутаминсинтетазы у цианобактерий». Nucleic Acids Res . 46 (19): 10082– 10094. doi :10.1093/nar/gky709. PMC 6212724. PMID 30085248 .
- ^ Westhof E (2010). «Удивительный мир бактериальных структурированных РНК». Genome Biol . 11 (3): 108. doi : 10.1186/gb-2010-11-3-108 . PMC 2864558. PMID 20236470 .
- ^ Ли, Дж. К. (2003). Структурные исследования рибосомальной РНК на основе перекрестного анализа сравнительных моделей и трехмерных кристаллических структур (диссертация на соискание ученой степени доктора философии). Техасский университет.
Внешние ссылки
- Страница для glnA RNA в Rfam
