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ribonucléase A
Structure de RNase A

la Ribonucléase A (RNase A) Il fait partie de la classe endonucléase, dont ils sont capables de dégrader ARN simple brin. La RNase pancréatique bovine est un système modèle classique de la science des protéines.

histoire

L'importance de la pancréatique bovine RNase A est garantie lorsque l'armure Co. (célèbre pour la 'hot-dog) Il a purifié kilogramme, et il a donné des échantillons de 10 mg à tout scientifique était intéressé. La possibilité d'obtenir un lot unique d'enzyme purifiée fait immédiatement RNase la système modèle d'étude des protéines.

La RNase A était la protéine de modèle utilisé pour traiter de nombreuses méthodes spectroscopiques pour déterminer la structure des protéines, y compris le "absorbance, la spectroscopie CD et dispersion rotatoire optique, la spectroscopie Raman, résonance paramagnétique électronique et RMN. La RNase A a également été le premier modèle de protéine pour le développement de la chimie structurelle, comme une protéolyse limitée des segments désordonnés, la modification chimique des chaînes latérales exposées, et la reconnaissance antigénique.

Le S-ribonucléase, la RNase A traitée avec subtilisine, Ce fut la troisième protéine dont la structure a été résolue en 1967.[1]

Des études sur repliement oxydatif de RNase apporté Chris Anfinsen de formuler le 'hypothèse thermodynamique le pliage des protéines, qui postule que la forme d'une protéine repliée représente son état d'énergie libre minimum.

La RNase A a été la première protéine pour montrer les effets de isomères en raison de la non-native des liaisons peptidiques X-Pro dans le repliement des protéines.

La RNase A a été la première protéine à étudier par le biais de multiples alignements de séquences et par des moyens de comparaison des propriétés maintenues entre les protéines liées évolutionnaire.

Structure et propriétés

ribonucléase A
Diagramme de bande ribonucléase A pancréatique bovine (code PDB accesión 7RSA). Le squelette est de couleur du bleu (N-terminale) au rouge (C-terminale). Les chaînes latérales des quatre cystéines liées par des liaisons disulfure sont représentées en jaune, avec leurs atomes de soufre indiqués sous forme de petites sphères. Les résidus importants pour la catalyse sont présentés dans le magenta.

La RNase A est une protéine relativement petite (124 résidus, ~ 13,7 kDa). Il peut être défini comme une protéine plié en deux prenant la forme d'un taco, avec une rainure profonde pour la liaison avec l'ARN substrat. Le premier domaine est constitué de trois hélices alpha (résidus 3-13, 24-34 et 50-60) à partir de « N-terminale de la protéine. Le deuxième domaine est constitué d'épingles à cheveux ß (ß épingles à cheveux) (résidus 61-74, 79-104 et 105-124 de la partie C-terminale) disposés en deux feuillets ß. Les épingles à cheveux bêta forment 61-74 et 105-124 d'une feuille bêta-antiparallèle de quatre brins se trouvant sur hélice alpha numéro 3 (résidus 50-60). L'épingle à cheveux β plus long (79-104) est associée à une β court feuillet (42-45 résidus) formés dans une feuille β trois brins antiparallèles, couché sur hélice alpha 2 (résidus 24-34).

La RNase A contient quatre ponts le disulfure de sous sa forme native: Cys26-Cys84, Cys58-110, Cys40-95 et Cys65-72. Les deux premiers (26-84 et 58-110) sont essentiels pour le repliement correct; chacun se lie à une hélice alpha un premier brin de feuille bêta la seconde, formant au bord d'un petit noyau hydrophobe. Les deux autres liaisons disulfure (40-95 et 65-72) sont moins importantes pour le pliage; chacun des deux (mais pas les deux en même temps) peut être réduite sans affecter la structure native dans des conditions physiologiques. Ces ponts disulfure relient les segments en boucle et sont relativement exposées au solvant. De façon surprenante, la liaison disulfure 65-72 a remarquablement élevée, la fréquence significativement plus élevée de formation de ce qu'on pourrait attendre de son entropie en boucle, à la fois en tant que peptide que la protéine entière. Ce fait suggère que l'épingle à cheveux β 61-74 a une forte propension à replier la protéine dans la conformation correcte.

La RNase A est une protéine basique (pI = 8,63); ses nombreuses charges positives favorisent le lien avec 'ARN (A poly-anion). De manière plus générale, la RNase A est à peine polaire manque des groupes particulièrement hydrophobes, en particulier ceux aliphatiques. Cela peut être la cause de la nécessité de quatre liaisons disulfure pour stabiliser la structure.

La faible teneur hydrophobe peut également avoir pour but de réduire le physiologique fortement répulsion entre les groupes chargés (et ceux de son substrat d'ARN) et des régions basses constante diélectrique (résidus non polaires).

L 'hélice alpha N-terminale de la RNase A (résidus 3-13) est reliée au reste de la protéine par une liaison flexible (résidus 16-23). Comme cela est représenté par F. M. Richards, cette liaison peut être coupée à partir de la subtilisine entre les résidus 20 et 21, sans provoquer la dissociation de l'hélice N-terminale du reste de RNase A. Le complexe peptide-protéine est appelée RNase S, peptide (résidu 1-20) est connue sous le nom peptide S et le reste (résidus 21-124) est appelée protéine S. la constante de dissociation du peptide de la protéine-S-S est 30 pM; Ce lien fort peut être exploité au cours de la purification la protéine S de liaison du peptide à la protéine d'intérêt et en faisant passer la solution sur une protéine de ligand de la colonne chromatographique S. [Aussi un C-peptide plus court (résidus 1-13) fonctionne.] Le système de modèle RNase S a aussi été utilisé pour étudier le repliement de la protéine, correspondant à une association de pliage. Le peptide S est le premier peptide d'une protéine native qui a montré d'avoir une structure secondaire dynamique lorsqu'il est isolé (par Klee et Brown, 1967).

Mécanisme enzymatique

La charge positive de la RNase A située principalement dans une crevasse profonde entre les deux lobes. substrat d'ARN L » se trouvant dans cette rainure et est coupé par deux histidines catalytiques, His12 et His119, par le biais du phosphate cyclique » intermédiaire 2'-3, qui est stabilisée par des lysines voisines, Lys7, Lys41 et Lys66.

effet anti-cancérigène

La RNase A et, dans une plus grande mesure de ses oligomères et des homologues (par exemple onconasi grenouilles), a des effets cytotoxiques et cytostatiques, en particulier sur les cellules cancéreuses. Cela a conduit à l'utilisation de onconasi comme une tumeur thérapeutique, en particulier pour l'extérieur contre le cancer de la peau. Comme avec d'autres médicaments protéiques, l'usage interne de la ribonucléase non humaine comme onconasi est limitée par la réponse immunitaire du patient.

D'autres effets biologiques

Le ribonucléase est également relié à angiogénine, impliqué dans développement de les vaisseaux sanguins.

notes

  1. ^ HW Wyckoff, Hardman KD, Allewell NM, Inagami T, Johnson LN et Richards FM, La structure de la ribonucléase-S à une résolution de 3,5 Å, en J. Biol. Chem., vol. 242, nº 17, Septembre 1967, p. 3984-8, PMID 6037556.

bibliographie

  • Kartha, G., Bello, J., Harker, D., Structure tertiaire de Ribonuclease, Boston, Nature, 1967 ISBN 0-12-588945-3.
  • Raines RT, ribonucléase A, en Chem. Rev., vol. 98, nº 3, mai 1998, p. 1045-1066, PMID 11848924.
  • Scheraga HA, Wedemeyer WJ, Welker E, ribonucléase pancréatique bovine A: pliage oxydatif et des études conformationnelles, en Meth. Enzymol., vol. 341, 2001, p. 189-221, PMID 11582778.

Articles connexes

liens externes