| RNA dependentní RNA polymeráza | |
|---|---|
| Struktura RNA replikázy PDB 3PHU . [jeden] | |
| Identifikátory | |
| Kód KF | 2.7.7.48 |
| Číslo CAS | 9026-28-2 |
| Enzymové databáze | |
| IntEnz | pohled IntEnz |
| BRENDA | Vstup BRENDA |
| ExPASy | NiceZyme pohled |
| MetaCyc | metabolická dráha |
| KEGG | Vstup do KEGG |
| PRIAM | profil |
| Struktury PNR | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsoučet |
| Genová ontologie | AmiGO • EGO |
| Vyhledávání | |
| PMC | články |
| PubMed | články |
| NCBI | NCBI proteiny |
| CAS | 9026-28-2 |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
| RNA dependentní RNA polymeráza | |
|---|---|
| Identifikátory | |
| Symbol | RdRP_1 |
| Pfam | PF00680 |
| klan Pfam | CL0027 |
| SCOP | 2jlg |
| NADRODINĚ | 2jlg |
| Dostupné proteinové struktury | |
| Pfam | struktur |
| PNR | RCSB PNR ; PDBe ; PDBj |
| PDB součet | 3D model |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
| RNA-řízená RNA polymeráza, flavivirová | |
|---|---|
| Identifikátory | |
| Symbol | RNA_pol_flaviviral |
| Pfam | PF00972 |
| Dostupné proteinové struktury | |
| Pfam | struktur |
| PNR | RCSB PNR ; PDBe ; PDBj |
| PDB součet | 3D model |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
RNA-dependentní RNA polymeráza ( RdRP z angl. RNA-dependent RNA-polymerase ) nebo RNA replikáza je enzym , který katalyzuje replikaci RNA (syntézu RNA z templátu RNA). Použití RNA jako šablony zásadně odlišuje RNA replikázu od běžnější DNA-dependentní RNA polymerázy mezi moderními živými organismy , která katalyzuje transkripci (syntéza RNA pomocí DNA jako šablony ).
RNA-dependentní RNA polymerázy (RdRp) jsou nejdůležitější enzymy kódované v genomu všech virů obsahujících RNA, jejichž životní cyklus probíhá bez stadia DNA. [2] [3] RNA-dependentní RNA polymeráza katalyzuje syntézu RNA komplementární k danému templátu RNA. Proces replikace RNA zahrnuje dvě fáze. V první fázi (iniciace) začíná syntéza RNA na 3'-konci templátu RNA nebo v jeho blízkosti mechanismem nezávislým na primeru ( de novo ) nebo mechanismem závislým na primeru (v tomto případě protein asociovaný s virovým genomem (VPg Během de novo iniciace je nukleosidtrifosfát (NTP) přidán na 3'-OH konec prvního, iniciačního nukleosidtrifosfátu. při sekvenčním přenosu nukleosidtrifosfátů, který končí vytvořením komplementárním k původnímu templátovému RNA produktu [4] [5]
Virové RNA-dependentní RNA polymerázy byly objeveny počátkem 60. let při výzkumu mengovirové skupiny a polioviru . V raných pracích bylo zaznamenáno, že tyto viry nejsou citlivé na aktinomycin D , lék, který inhibuje syntézu RNA (transkripci) závislou na buněčné DNA. V důsledku toho bylo navrženo, že tyto viry mají specifický enzym, který katalyzuje syntézu RNA a přímo používá RNA jako templát (aniž by tvořil templát DNA).
Nejvíce studovaným enzymem této třídy je RNA-dependentní RNA polymeráza viru poliomyelitidy. Genom viru je tvořen RNA, která vstupuje do buňky endocytózou , zprostředkovanou rozpoznáním speciálních receptorů na buněčném povrchu. V cytoplazmě buňky může virová RNA působit jako templát pro syntézu dceřiné RNA. Výsledné dceřiné komplementární řetězce mohou také sloužit jako templáty pro reprodukci nových virových genomů. Když jsou genomy reprodukovány, jsou zabaleny a uvolněny z buňky. Uvolněné dceřiné viriony jsou schopny infikovat nové buňky. Výhodou tohoto schématu životního cyklu je absence stadia virové DNA, díky kterému se virus replikuje rychleji. Současně lze za nevýhodu považovat i absenci stadia DNA, protože při zničení virové RNA znemožňuje reprodukci nových virionů.
Mnoho RNA-dependentních RNA polymeráz je úzce spojeno s membránami, což značně komplikuje jejich izolaci a studium. Nejznámější RNA-dependentní RNA polymerázy jsou: 3Dpol viru dětské obrny , RNA-dependentní RNA polymeráza viru vezikulární stomatitidy a NS5B viru hepatitidy C.
Mnoho eukaryot má také RNA-dependentní RNA polymerázy zapojené do RNA interference . V eukaryotech tyto RNA polymerázy amplifikují mikroRNA , malé přechodné RNA, které tvoří dvouvláknové RNA pomocí malých interferujících RNA jako primerů. [6] Zajímavé je, že tyto RNA-dependentní RNA polymerázy mohou být použity viry k replikaci jejich vlastního genetického materiálu.
RNA-dependentní RNA polymerázy jsou mezi viry vysoce konzervované a mají významnou homologii s eukaryotickou telomerasou , i když důvod tak vysokého konzervatismu u tak různorodých organismů zůstává diskutabilní. [7] Podobnost aminokyselinových sekvencí těchto enzymů vedla k domněnkám o původu telomerázy z RNA-dependentní RNA polymerázy virů, ale tento předpoklad zůstává spekulativní a nemá žádné přesné potvrzení.
Všechny RNA-dependentní RNA polymerázy a mnoho DNA-dependentních RNA polymeráz má trojrozměrnou organizaci, která má tvar pravé ruky, s následujícími doménami: dlaň, čtyři prsty a palec. [8] Pouze palmová doména, sestávající ze čtyřvláknové antiparalelní beta vrstvy a dvou alfa helixů, je zachována napříč všemi enzymy. V RNA-dependentních RNA polymerázách palmová doména zahrnuje tři konzervované motivy (A, B a C). Motiv A (D-x(4,5)-D) a motiv C (GDD) jsou si prostorově blízké a zbytky kyseliny asparagové v těchto motivech vážou Mg2 + a/nebo Mn2 + . Asparaginový zbytek v motivu B se podílí na rozlišení ribonukleosidtrifosfátů od deoxyribonukleosidtrifosfátů, což zajišťuje syntézu RNA spíše než DNA. [9] Organizace domén [10] a 3D struktury katalytického centra široké škály RNA-dependentních RNA polymeráz, dokonce s nízkou celkovou homologií, zůstávají zachovány. Katalytické centrum je tvořeno několika motivy obsahujícími řadu konzervovaných aminokyselinových zbytků.
RNA-dependentní RNA polymerázy lze nalézt v následujících 4 skupinách RNA virů (všechny RNA viry bez stadia DNA):
RNA-dependentní RNA polymerázy v první z výše uvedených superrodin lze rozdělit do následujících tří podskupin:
U flavivirů je polyprotein kódován v genomu jednořetězcové RNA, který je poté štěpen na řadu produktů, z nichž jeden je NS5. Rekombinantní protein NS5 z dengue typu 1 exprimovaný v Escherichia coli má aktivitu RNA polymerázy závislou na RNA. Tato RNA-dependentní RNA polymeráza má několik oblastí a motivů, které jsou homologní s jinými RNA-dependentními RNA polymerázami. [jedenáct]
Tento článek používá text z veřejné domény Pfam a InterPro IPR000208