Ribonuclease H retroviral

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Ribonuclease H retroviral
3k2p hiv rnaseH inhibitor.png
O dominio de ribonuclease H da transcritase inversa do VIH-1. Os residuos de catro carboxilatos do sitio activo móstranse en maxenta. Dous ións manganeso unidos móstranse como esferas púrpuras. Móstrase unida unha molécula de inhibidor beta-tuiaplicinol, en verde.[1]
Estruturas dispoñibles
PDB
Identificadores
Identificadores
externos
Número EC3.1.26.13
Número CAS9050-76-4
Ortólogos
Especies
Humano Rato
PubMed (Busca)
3.1.26.13


PMC (Busca)
3.1.26.13

A ribonuclease H retroviral (RNase H retroviral) é un dominio catalítico do encima transcritase inversa ou reversotranscritase (RT) retroviral. O encima RT utilízase para xerar un ADN complementario (ADNc) a partir do xenoma de ARN retroviral. Este proceso chámase reversotranscrición. Para completar este complexo proceso, a RT retroviral debe ter unha natureza multifunctional. Posúe as tres actividades bioquímicas seguintes: ADN polimerase dependente de ARN, ribonuclease H e ADN polimerase dependente de ADN.[2] Como todos os encimas RNase H, o dominio de RNase H retroviral cliva os dúplex de ADN/ARN e non degrada ADN ou ARN que non estean hibridados.

Estrutura[editar | editar a fonte]

O dominio de ribonuclease H da transcritase inversa do VIH-1 (en azul), cos catro residuos de carboxilato do sitio activo en maxenta.[1] O dominio está superposto sobre o dominio de ribonuclease HI de Escherichia coli (pardo), ilustrando a presenza de hélice C e a protrusión básica no homólogo de E. coli.[3]
A estrutura cristalina do heterodímero da transcritase inversa do VIH (en amarelo e verde), co dominio de RNase H mostrado en azul (o sitio activo nas esferas maxenta). A febra do ácido nucleico laranxa é de ARN, a febra vermella é ADN.[4]

Aínda que as estruturas das RT de retrovirus de humanos, murinos e aves presentan diferentes subunidades, os tamaños relativos, a orientación e conexión dos dominios de RNase H ou ADN polimerase son moi similares. O dominio RNase H ocupa un ~25% do C-terminal da proteína RT. O dominio de ADN polimerase ocupa un ~55% do N-terminal da proteína RT.[5] Os dominios de RNase H dos encimas RT do MMLV e o VIH-1 son estruturalmente moi similares ás RNase H de Escherichia coli e Bacillus halodurans así como á RNaseH1 humana.[6][7][8][9][10][10] En xeral, as estruturas pregadas dos dominios RNase H retroviral teñen a forma de follas beta mixtas de 5 febras flanqueadas de catro hélices alfa nunha distribución asimétrica. Unha notable diferenza entre as diversas proteínas RNase H é a presenza ou ausencia de hélice C (presente nas RNases H de E. coli, MLV e humanas, ausente nas RNases H de VIH-1, B. halodurans e ASLV), unha hélice alfa cargada positivamente tamén se denomina bucle básico ou protrusión.[10] Crese que ten un papel na unión ao substrato.[10]

Organización xenómica retroviral típica: O dominio RNase H (RH - mostrado en negro) é codificado como parte do xene da transcritase inversa (RT). A RT xunto coa protease (PR) e a integrase (IN) son traducidas como a poliproteína Gag. UTR = rexión non traducida; LTR = repetición terminal longa.

Función[editar | editar a fonte]

Durante a transcrición inversa do ARN xenómico viral en ADNc, créase un híbrido ARN/ADN. A febra de ARN é despois hidrolizada polo dominio RNase H para permitir a síntese da segunda febra de ADN pola función de ADN polimerase do encima RT.[5] Ademais, os virións retrovirais empaquetan unha soa molécula de ARNt que usan como cebador durante a transcrición inversa do ARN xenómico viral.[11] A RNase H retroviral é necesaria para dixerir a molécula de ARNt cando xa non se necesita. Estes procesos son dependentes do Mg2+.[12][13]

A RNases H retroviral cliva os seus substratos de 3 posibles maneiras:

  1. Clivaxe interna específica de secuencia do ARN [1-4]. Os encimas do VIH-1 e o virus da leucemia murina Moloney prefiren clivar a febra de ARN un nucleótido máis alá da unión ARN-ADN.
  2. Clivaxe dirixida ao extremo 5' do ARN a 13-19 nucleótidos desde o extremo do ARN.
  3. Clivaxe dirixida ao extremo 3' do ADN a 15-20 nucleótidos do cebador terminal.

Os dous modos dirixidos aos extremos son únicos das RNases H retrovirais debido a varios efectos do dominio asociado á polimerase da RT retroviral.[6] No modo máis universal de clivaxe interna, as RNases H compórtanse como endonucleases típicas e clivan o ARN ao longo de toda a lonxitude do substrato híbrido ADN / ARN en ausencia de calquera efecto dos ‘extremos’.[14][15][16][17]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 Himmel DM, Maegley KA, Pauly TA, Bauman JD, Das K, Dharia C, Clark AD, Ryan K, Hickey MJ, Love RA, Hughes SH, Bergqvist S, Arnold E (December 2009). "Structure of HIV-1 reverse transcriptase with the inhibitor beta-Thujaplicinol bound at the RNase H active site". Structure 17 (12): 1625–1635. PMC 3365588. PMID 20004166. doi:10.1016/j.str.2009.09.016. 
  2. Worthington, Von (1993). Worthington Enzyme Manual. Worthington. p. 280. 
  3. Katayanagi K, Miyagawa M, Matsushima M, Ishikawa M, Kanaya S, Nakamura H, Ikehara M, Matsuzaki T, Morikawa K (February 1992). "Structural details of ribonuclease H from Escherichia coli as refined to an atomic resolution". Journal of Molecular Biology 223 (4): 1029–52. PMID 1311386. doi:10.1016/0022-2836(92)90260-q. 
  4. Sarafianos SG, Das K, Tantillo C, Clark AD, Ding J, Whitcomb JM, Boyer PL, Hughes SH, Arnold E (March 2001). "Crystal structure of HIV-1 reverse transcriptase in complex with a polypurine tract RNA:DNA". The EMBO Journal 20 (6): 1449–61. PMC 145536. PMID 11250910. doi:10.1093/emboj/20.6.1449. 
  5. 5,0 5,1 Beilhartz GL, Götte M (April 2010). "HIV-1 Ribonuclease H: Structure, Catalytic Mechanism and Inhibitors". Viruses 2 (4): 900–26. PMC 3185654. PMID 21994660. doi:10.3390/v2040900. 
  6. 6,0 6,1 Lim D, Gregorio GG, Bingman C, Martinez-Hackert E, Hendrickson WA, Goff SP (September 2006). "Crystal structure of the moloney murine leukemia virus RNase H domain". Journal of Virology 80 (17): 8379–89. PMC 1563865. PMID 16912289. doi:10.1128/jvi.00750-06. 
  7. Katayanagi K, Miyagawa M, Matsushima M, Ishikawa M, Kanaya S, Ikehara M, Matsuzaki T, Morikawa K (September 1990). "Three-dimensional structure of ribonuclease H from E. coli". Nature 347 (6290): 306–9. PMID 1698262. doi:10.1038/347306a0. 
  8. Yang W, Hendrickson WA, Crouch RJ, Satow Y (September 1990). "Structure of ribonuclease H phased at 2 A resolution by MAD analysis of the selenomethionyl protein". Science 249 (4975): 1398–405. PMID 2169648. doi:10.1126/science.2169648. 
  9. Nowotny M, Gaidamakov SA, Crouch RJ, Yang W (July 2005). "Crystal structures of RNase H bound to an RNA/DNA hybrid: substrate specificity and metal-dependent catalysis". Cell 121 (7): 1005–16. PMID 15989951. doi:10.1016/j.cell.2005.04.024. 
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 Leo B, Schweimer K, Rösch P, Hartl MJ, Wöhrl BM (September 2012). "The solution structure of the prototype foamy virus RNase H domain indicates an important role of the basic loop in substrate binding". Retrovirology 9 (73): 73. PMC 3443672. PMID 22962864. doi:10.1186/1742-4690-9-73. 
  11. Fu, Tie-Bo; John taylor (27 March 1992). "When retroviral reverse transcriptases reach the end of their RNA templates". Journal of Virology 66 (7): 4271–4278. 
  12. Taylor JM (March 1977). "An analysis of the role of tRNA species as primers for the transcription into DNA of RNA tumor virus genomes". Biochimica et Biophysica Acta 473 (1): 57–71. PMID 66067. doi:10.1016/0304-419x(77)90007-5. 
  13. Talele TT, Upadhyay A, Pandey VN (October 2009). "Influence of the RNase H domain of retroviral reverse transcriptases on the metal specificity and substrate selection of their polymerase domains". Virology Journal 6 (159): 159. PMID 19814799. doi:10.1186/1743-422x-6-159. 
  14. Schultz SJ, Zhang M, Champoux JJ (November 2004). "Recognition of internal cleavage sites by retroviral RNases H". Journal of Molecular Biology 344 (3): 635–52. PMID 15533434. doi:10.1016/j.jmb.2004.09.081. 
  15. Krug MS, Berger SL (May 1989). "Ribonuclease H activities associated with viral reverse transcriptases are endonucleases". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 86 (10): 3539–43. Bibcode:1989PNAS...86.3539K. PMC 287173. PMID 2471188. doi:10.1073/pnas.86.10.3539. 
  16. Champoux JJ, Schultz SJ (March 2009). "Ribonuclease H: properties, substrate specificity and roles in retroviral reverse transcription". The FEBS Journal 276 (6): 1506–16. PMC 2742777. PMID 19228195. doi:10.1111/j.1742-4658.2009.06909.x. 
  17. Schultz SJ, Champoux JJ (June 2008). "RNase H activity: structure, specificity, and function in reverse transcription". Virus Research 134 (1-2): 86–103. PMC 2464458. PMID 18261820. doi:10.1016/j.virusres.2007.12.007. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]