Полинуклеотидаденилилтрансфераза
Полинуклеотидаденилилтрансфераза (NTP-полимераза, поли(А) полимераза, РНК-аденилирующий фермент)[1] — РНК-полимераза, которая добавляет к транскрипту независимо от матрицы поли(А)-хвосты — аденозины на 3'-концах мРНК.
Механизм действия
Поли(А)-полимераза действует на внутренний участок мРНК, который расщепляется с образованием нового 3'-конца, к которому происходит добавление поли(А) -хвоста. У млекопитающих сигналом полиаденилирования, практически неизменно, служит последовательность 5'-AAUAAA-3'. Она располагается между 10 и 30 нуклеотидами выше участка полиаденилирования и часто непосредственно за динуклеотидом 5'-CA-3' и сопровождается 10-20 нуклеотидами спустя обогащённой GU области. И сигнальная последовательность поли-(А), и обогащённая GU область служат сайтами связывания для многочисленных белковых комплексов: фактор специфичности расщепления и полиаденилирования (CPSF) и фактор стимуляции расщепления (CstF). Чтобы произошло полиаденилирование, поли(А)-полимераза и, по крайней мере, два других белковых фактора должны провзаимодействовать с факторами CPSF и CstF. В качестве дополнительного фактора выступает связывающийся с полиаденилатом белок (PADP), которы помогает полимеразе добавлять аденозины и, по-видимому, влияет на длину и сохранность аденозинового хвоста[2]. Рост поли(А)-хвоста продолжается приблизительно до 250 нуклеотидов, после этого поли(А)-полимераза более не может находиться в связи с CPSF и полиаденилирование прекращается[3]. Сигнальные последовательности транскрипта у дрожжей в некоторой степени отличаются, но белковые комплексы подобны комплексам млекопитающих[2].
Канонические и неканонические поли(А)-полимеразы
Так называемые, канонические поли(А)-полимеразы (PAPs), функционирующие в ядре клетки, в своём строении имеют три домена, один из которых, РНК-связывающий домен (RBD), который участвует в связывании РНК-субстрата. У широкого спектра живых организмов от дрожжей до человека также выявлены неканонические поли(А)-полимеразы (ncPAPs) . Для неканонических поли(А)-полимераз характерно отсутствие домена RBD, таким образом для активности некоторые из них требуются РНК-связывающие белковые кофакторы. PAPD1 (mtPAP, TUTase1), одна из семи неканонических поли(А)-полимераз у человека, локализующаяся в митохондриях, по-видимому, обладает активностью без участия кофактора, обеспечивает полиаденилирование митохондриальных мРНК. Многие из ncPAP обладают уридилаттрансферазной активностью, поэтому их также называют TUTs или TUTases[4].
Значение исследований для медицины
Например, мутация в PAPD1 у человека ассоциирована с аутосомно-рецессивной спастической атаксии с атрофией зрительного нерва. У больных людей наблюдаются очень короткие поли(А)-хвосты митохондриальных мРНК. Другая мутация, по типу однонуклеотидного полиморфизма, в PAPD1 ассоциирована с внутримышечным жироотложением и крайним ожирением у крупного рогатого скота[4].