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

undefined

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].

Примечания

  1. ENZYME - 2.7.7.19 polynucleotide adenylyltransferase (амер. англ.). enzyme.expasy.org. Дата обращения: 6 января 2025.
  2. 1 2 Браун Т.А. Геномы / Пер. с англ. А.А. Светлова. Под ред. д.б.н., проф. А.А. Мирнова. — М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2011. — 944 с. — ISBN 0-8153-4138-5 (англ.) 978-5-4344-0002-2 (рус.).
  3. Воронкова О.В., Есимова И.Е., Осихов И.А., Хасанова Р.Р., Рыбалкина О.Ю., Трифонова Е.А., Семенов А.Г., Костромеева М.С., Коптелова С.Л. Молекулярные основы наследственности: учебное пособие. — Томск: Изд-во СибГМУ, 2021. — 115 с.
  4. 1 2 Jeong Ho Chang, Liang Tong. Mitochondrial poly(A) polymerase and polyadenylation (англ.) // Biochimica et Biophysica Acta. — 2012. — No. 1819. — P. 992–997.

Категории