| RNA-beroende RNA-polymeras | |
|---|---|
| RNA-replikasstruktur PDB 3PHU . [ett] | |
| Identifierare | |
| Kod KF | 2.7.7.48 |
| CAS-nummer | 9026-28-2 |
| Enzymdatabaser | |
| IntEnz | IntEnz-vy |
| BRENDA | BRENDA inträde |
| ExPASy | NiceZyme-vy |
| MetaCyc | Metabolisk väg |
| KEGG | KEGG inträde |
| PRIAM | profil |
| PDB- strukturer | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Genontologi | AmiGO • EGO |
| Sök | |
| PMC | artiklar |
| PubMed | artiklar |
| NCBI | NCBI-proteiner |
| CAS | 9026-28-2 |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
| RNA-beroende RNA-polymeras | |
|---|---|
| Identifierare | |
| Symbol | RdRP_1 |
| Pfam | PF00680 |
| Pfam klan | CL0027 |
| SCOP | 2 jlg |
| SUPERFAMILJ | 2 jlg |
| Tillgängliga proteinstrukturer | |
| Pfam | strukturer |
| PDB | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj |
| PDBsumma | 3D-modell |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
| RNA-riktat RNA-polymeras, flaviviralt | |
|---|---|
| Identifierare | |
| Symbol | RNA_pol_flaviviral |
| Pfam | PF00972 |
| Tillgängliga proteinstrukturer | |
| Pfam | strukturer |
| PDB | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj |
| PDBsumma | 3D-modell |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
RNA-beroende RNA-polymeras ( RdRP från eng. RNA-beroende RNA-polymeras ) , eller RNA-replikas , är ett enzym som katalyserar RNA- replikation (RNA-syntes från en RNA-mall). Användningen av RNA som mall skiljer i grunden RNA-replikas från det vanligare DNA-beroende RNA-polymeraset bland moderna levande organismer , som katalyserar transkription (RNA-syntes med DNA som mall ).
RNA-beroende RNA-polymeraser (RdRp) är de viktigaste enzymerna som kodas i genomet av alla RNA-innehållande virus vars livscykel fortskrider utan ett DNA-stadium. [2] [3] RNA-beroende RNA-polymeras katalyserar syntesen av RNA som är komplementärt till den givna RNA-mallen. Processen för RNA-replikation innefattar två steg. I det första steget (initiering) börjar RNA-syntesen vid eller nära 3'-änden av RNA-mallen med en primeroberoende ( de novo ) eller primerberoende mekanism (i detta fall det virala genom-associerade proteinet (VPg) Under de novo - initiering tillsätts nukleosidtrifosfat ( NTP ) till 3'-OH-änden av det första, initierande nukleosidtrifosfat. Under det efterföljande stadiet (förlängning) byggs dotter-RNA upp under den sekventiella överföringen av nukleosidtrifosfater, som slutar med skapandet komplementärt till den ursprungliga mall-RNA-produkten [4] [5]
Virala RNA-beroende RNA-polymeraser upptäcktes i början av 1960-talet i forskning om Mengovirusgruppen och poliovirus . I tidigt arbete noterades det att dessa virus inte är känsliga för aktinomycin D , ett läkemedel som hämmar cellulär DNA-beroende RNA-syntes (transkription). Som ett resultat föreslogs att dessa virus har ett specifikt enzym som katalyserar RNA-syntes och direkt använder RNA som mall (utan att bilda en DNA-mall).
Det mest studerade enzymet i denna klass är det RNA-beroende RNA-polymeraset från poliomyelitviruset. Virusets arvsmassa bildas av RNA, som kommer in i cellen genom endocytos , förmedlat genom igenkännandet av speciella receptorer på cellytan. I cytoplasman i en cell kan viralt RNA fungera som en mall för syntesen av dotter-RNA. De resulterande komplementära dotterkedjorna kan också tjäna som mallar för reproduktion av nya virala genom. När genomen reproduceras packas de och frigörs från cellen. De frigjorda dottervirionerna kan infektera nya celler. Fördelen med detta livscykelschema är frånvaron av ett viralt DNA-stadium, på grund av vilket viruset replikerar snabbare. Samtidigt kan frånvaron av ett DNA-stadium också betraktas som en nackdel, eftersom det gör det omöjligt att reproducera nya virioner när det virala RNA:t förstörs.
Många RNA-beroende RNA-polymeraser är nära förknippade med membran, vilket i hög grad komplicerar deras isolering och studier. De mest kända RNA-beroende RNA-polymeraserna är: 3Dpol från polioviruset , RNA-beroende RNA-polymeras från det vesikulära stomatitviruset och NS5B från hepatit C-viruset .
Många eukaryoter har också RNA-beroende RNA-polymeraser involverade i RNA-interferens . I eukaryoter amplifierar dessa RNA-polymeraser mikroRNA , små övergående RNA:n som bildar dubbelsträngade RNA:n med användning av små interfererande RNA:n som primers. [6] Intressant nog kan dessa RNA-beroende RNA-polymeraser användas av virus för att replikera sitt eget genetiska material.
RNA-beroende RNA-polymeraser är mycket konserverade bland virus och har signifikant homologi med eukaryot telomeras , även om orsaken till så hög konservatism i så olika organismer fortfarande är diskutabel. [7] Likheten mellan aminosyrasekvenserna för dessa enzymer har lett till antaganden om ursprunget för telomeras från det RNA-beroende RNA-polymeraset från virus, men detta antagande förblir spekulativt och har ingen exakt bekräftelse.
Alla RNA-beroende RNA-polymeraser och många DNA-beroende RNA-polymeraser har en tredimensionell organisation som är formad som en högerhand, med följande domäner: handflata, fyra fingrar och tumme. [8] Endast palmdomänen, som består av ett fyrsträngat antiparallellt beta-ark och två alfa-helixar, är bevarat över alla enzymer. I RNA-beroende RNA-polymeraser inkluderar palmdomänen tre konserverade motiv (A, B och C). Motiv A (D-x(4,5)-D) och motiv C (GDD) är rumsligt nära, och asparaginsyraresterna av dessa motiv binder Mg2 + och/eller Mn2 + . Asparaginresten i motiv B är involverad i att skilja ribonukleosidtrifosfater från deoxiribonukleosidtrifosfater, vilket säkerställer syntesen av RNA snarare än DNA. [9] Domänorganisationen [10] och 3D-strukturerna i det katalytiska centret för ett brett spektrum av RNA-beroende RNA-polymeraser, även med låg total homologi, förblir bevarade. Det katalytiska centret bildas av flera motiv som innehåller ett antal konserverade aminosyrarester.
RNA-beroende RNA-polymeraser kan hittas i följande fyra grupper av RNA-virus (alla RNA-virus utan DNA-stadium):
De RNA-beroende RNA-polymeraserna i den första av ovanstående superfamiljer kan delas in i följande tre undergrupper:
I flavivirus kodas ett polyprotein i det enkelsträngade RNA-genomet, som sedan klyvs till ett antal produkter, varav en är NS5. Det rekombinanta NS5-proteinet från dengue typ 1 uttryckt i Escherichia coli har RNA-beroende RNA-polymerasaktivitet. Detta RNA-beroende RNA-polymeras har flera regioner och motiv som är homologa med andra RNA-beroende RNA-polymeraser. [elva]
Den här artikeln använder text från Pfams och InterPros offentliga egendom IPR000208