Aminoacyl-tRNA-syntetase

Aminoacyl-tRNA-syntetaser er en familie af enzymer, der katalyserer forestring af aminosyrer ved 3'-enden af ​​tRNA. Dette trin er vigtigt for translation af den genetiske meddelelse i proteiner, aminosyrer og tilsat til slutningen af ​​tRNA er medtaget som ribosomet i polypeptidkæden under syntesen. Disse er essentielle proteiner konserveret i alle levende organismer.

I de fleste levende organismer, der er en aminoacyl-tRNA-syntetase for hver af de 20 aminosyrer findes i proteiner. Hvert af disse enzymer genkender en aminosyre og en eller flere tRNA isoacceptors. Deres funktion er kritisk for nøjagtigheden af ​​oversættelsen af ​​den genetiske kode, fordi det er dem, der garanterer, at aminosyren er esterificeret, og ved udgangen af ​​tRNA antikodonet matcher godt. Nr kontroltype bliver derpå udført ved ribosomet.

Mekanisme

Aminoacyl-tRNA syntetaser katalyserer aminoacylering reaktion i to etaper, først de aktiverer aminosyren ved en aminoacyl-adenylat med ATP, med udgivelsen af ​​pyrophosphat. Den aktiverede aminosyre og forbliver bundet til enzymet og overføres til 2'-OH eller 3'-OH på ribosen af ​​adenosin placeret ved 3'-enden af ​​tRNA:

  • Aminosyre + ATP → aminoacyl-AMP + PPi
  • Aminoacyl-tRNA + AMP → aminoacyl-tRNA + AMP

De fleste aminoacyl tRNA-synthetaser kan opnå den første af disse reaktioner i fravær af tRNA, men glutamyl-tRNA-syntetase, glutaminyl-tRNA-syntetase, arginyl-tRNA-syntetase i og lysyl-tRNA-syntetase I, hvis de er forhindret tRNA er fraværende. Det siges, at aktivering af disse aminosyre tRNA-afhængig.

Med hensyn til nomenklatur af enzymer syntetaser aminoacyl tRNA ligaser er, og er klassificeret som EF 6.1.x. De er tilgængelige, afhængigt af arten af ​​den aminosyre, som de er specifikke: alanyl-tRNA-syntetase, methionyl-tRNA-syntetase ...

Escherichia coli og gæren Saccharomyces cerevisiae, er der godt tRNA-syntetaser 20 aminoacyl, en for hver aminosyre.


Selv om disse modelorganismer har alle de aminoacyl tRNA syntetaser, er dette ikke tilfældet med alle agenturer. Faktisk er det slet ikke ualmindeligt, at glutaminyl-tRNA-syntetase er fraværende, især i 90% af bakterier, archaea og overhovedet. For nylig er det endda blevet vist, at mitokondrierne er også blottet for dette enzym. I alle tilfælde organismerne bruger en alternativ vej, der involverer to på hinanden følgende enzymatiske trin.

Aminoacyl tRNA synthetaserne Klasser

Der er to klasser af aminoacyl-tRNA syntetaser, kaldet klasse I og klasse II, af strukturelle og funktionelle egenskaber meget forskellige. Aminoacyl-tRNA-syntetaser klasse I esterificere aminosyre til 2'-OH af terminalen adenosin af tRNA og binde til sidstnævnte minor groove i acceptor arm. Deres struktur er organiseret omkring et felt bestående af en parallel beta ark, alfa-helix omgivet kaldet folde Rossmann) og fælles for mange enzymer ved hjælp af et nukleotid cofaktor. Aminoacyl tRNA-syntetaser klasse II esterificere aminosyre til 3'-OH terminalens adenosin af tRNA og binder i major groove af acceptor arm. De har en struktur, bygget op omkring en antiparallel beta-sheet.

Med undtagelse af lysyl-tRNA-syntetase, for hvilke der er former for klasse I eller klasse II, afhængigt af arten, for alle andre aminosyrer, der findes systematisk som et enzym eller klasse I eller klasse II. Disse to klasser af strukturelt forskellige enzymer synes at være resultatet af konvergent evolution.

Blandt klasse I enzymer findes leucyl-tRNA-syntetase, isoleucyl-tRNA-syntetase, valyl-tRNA-syntetase, cysteinyl-tRNA-syntetase, methionyl-tRNA-syntetase, arginyl-tRNA-syntetase, glutamyl den tRNA-syntetase, tRNA-syntetase-laglutaminyl, lysyl-tRNA-syntetase af type I, tyrosyl-tRNA-syntetase og tRNA syntetase tryptophanyl.

Klasse II enzymer indbefatter synthetase seryl-tRNA-syntetase threonyl-tRNA-syntetase, histidyl-tRNA, prolyl-tRNA-syntetase, glycyl-tRNA-syntetase, alanyl-tRNA-syntetase, aspartyl-tRNA-syntetase, asparaginyl-tRNA-syntetase, lysyl-tRNA synthase type II phenylalanyl-tRNA-syntetase, tRNA-syntetase-pyrrolysyl, tRNA-syntetase-phosphoséryl.

Korrekturlæsning

Nogle aminoacyl tRNA-syntetaser er nødt til at diskriminere strukturelt meget lig aminosyre, såsom isoleucyl-tRNA-syntetase, der skal skelnes isoleucin valin, som adskiller sig ved kun en methylgruppe. Forskellen i affinitet mellem substratet korrekt, isoleucin, og den ukorrekte substrat, valin er undertiden utilstrækkelige til at forhindre valin er esterificeret på tRNA isoleucin af dette enzym. Hvis denne begivenhed fandt sted for ofte, vil det føre til den hyppige inkorporering af valin til isoleucin ved position ribosom og dermed syntesen af ​​unormale proteiner.

Disse aminocyl tRNA-syntetaser derfor generelt have en korrekturlæsning mekanisme, som gør det muligt at kontrollere enzymet, efter reaktionen aminosyren esterificeret til slutningen af ​​tRNA er den korrekte aminosyre. Der er et andet enzym på aminosyren kontrolstedet esterificeret tRNA. Hvis der er begået en fejl, er esterbindingen dannes hydrolyseret, hvilket giver mulighed for en korrektion. Denne ukorrekte aminoacyl tRNA svarer til en mekanisme, der kaldes "post-overførsel", simpelthen fordi den forkerte aminosyre blev overført til tRNA. Der er også en anden type korrektion, kaldet "præ-overførsel", og som griber ind, når den forkerte aminosyre aktiveres ved aminoacyl-adenylat. Sidstnævnte hydrolyseres derefter, før den overføres til tRNA.

Disse er enzym mekanismer, som øger nøjagtigheden af ​​oversættelsen af ​​den genetiske budskab.

Forrige artikel Amdo
Næste artikel Akut lægehjælp service