RNS polimeráz II

Az RNS-polimeráz II  egy eukarióta enzim , amely katalizálja a DNS- transzkripciót , szintetizálja az mRNS -prekurzorokat , valamint a legtöbb snRNS -t és mikroRNS -t [2] [3] . Ez a polimeráz egy 550 kDa-os komplex, amely 12 alegységből áll. Az RNS-polimeráz II a legtöbbet tanulmányozott RNS-polimeráz típus. A transzkripciós faktorok széles skálájára van szükség ahhoz, hogy a promoterektől felfelé lévő génekhez kötődjön, és elindítsa a transzkripciót.

Alegységek

Az RNS-polimeráz II mag alegységeit transzkripciós vizsgálatok segítségével izolálták [5] . Az izolált enzim általában 10-12 alegységből áll (12 emberben és élesztőben), és nem képes specifikus promoter felismerésre [6] . Alegységei között számos kölcsönhatás ismert már [7] .

• Az RNS-polimeráz II DNS-függő RPB1 alegysége  egy olyan enzim , amelyet emberben a POLR2A gén , élesztőben pedig az RPO21 gén kódol. Az RPB1 az RNS-polimeráz II legnagyobb alegysége. C-terminális doménje, amely legfeljebb 52 heptapeptid ismétlődést (YSPTSPS) egyesít, amelyek szükségesek a polimeráz aktivitáshoz [ 8] . Számos más polimeráz alegységgel kombinálva alkotja a polimeráz DNS-kötő domént, amelyben a DNS -templát RNS -vé íródik át [9] . Ez az alegység kölcsönhatásba lép az RPB8-cal [7] .

• Az RPB2 ( POLR2B ) a második legnagyobb alegység, amely legalább két másik polimeráz alegységgel kombinálva olyan szerkezetet alkot, amely fenntartja a kapcsolatot a DNS-templát és az újonnan szintetizált RNS között az enzim aktív helyén [10] .

• Az RPB3 ( POLR2C ) a harmadik legnagyobb alegység. Heterodimerként létezik egy másik polimeráz alegységgel, a POLR2J -vel , amely a fő szerelvényt alkotja. Az RPB3 kölcsönhatásba lép az RPB1-5, 7, 10-12-vel [7] .

Az RNS polimeráz II (RPB4) B4 alegysége  , amelyet a POLR2D gén kódol [11] , a negyedik legnagyobb alegység, és szerepet játszhat a stressz elleni védekezésben.

Az emberben az RPB5-öt a POLR2E gén kódolja . Ennek az alegységnek két molekulája van jelen minden RNS-polimeráz II-ben [12] . Az RPB5 erős kölcsönhatásba lép az RPB1, RPB3 és RPB6-tal [7] .

• Az RPB6 ( POLR2F ) legalább két másik alegységgel olyan szerkezetet alkot, amely stabilizálja a polimeráz transzkripcióját a DNS-templáton [13] .

Az RPB7 -et a POLR2G gén kódolja, és szerepet játszhat a polimerázfunkciók szabályozásában [14] . Az RPB7 kölcsönhatásba lép az RPB1-vel és az RPB5-tel [7] .

• Az RPB8 ( POLR2H ) kölcsönhatásba lép az RPB1-3, 5 és 7 alegységekkel [7] .

• Az RPB9  , az a barázda, amelyben a DNS-templát RNS-vé íródik át, RPB9-ből ( POLR2I ) és RPB1-ből áll.

• Az RPB10  a POLR2L gén terméke . Kölcsönhatásba lép az RPB1-3-mal és 5-tel, valamint erősen az RPB3-mal [7] .

• RPB11  – Maga az RPB11 alegység emberben három alegységből áll: POLR2J (RPB11-a), POLR2J2 (RPB11-b) és POLR2J3 [15] (RPB11-c).

• Az RPB12 kölcsönhatásba lép az RPB3-mal ( POLR2K ) [7] .

Összeszerelés

Az RPB3 részt vesz az RNS-polimeráz II összeállításában [16] . Az RPB2 és RPB3 szubkomplex nem sokkal az alegység szintézis után jelenik meg [16] . Ez a komplex ezután kölcsönhatásba lép az RPB1-gyel [16] . Az RPB3, RPB5 és RPB7 egymással kölcsönhatásba lépve homodimereket képeznek, és az RPB3 és RPB5 együtt képesek kötődni az RPB9 kivételével az összes többi RPB alegységhez. [7] Csak az RPB1 kötődik erősen az RPB5-höz [7] . Az RPB1 alegység az RPB7-tel, RPB10-el is érintkezik, bár gyengébb, mint az RPB8-nál, amellyel a leghatékonyabb a kapcsolata [7] . Az RPB1 komplex után más alegységek, például RPB5 és RPB7 léphetnek be, ahol az RPB5 kötődik az RPB6-hoz és RPB8-hoz, az RPB3 pedig RPB10-et, RPB11-et és RPB12-t szállít. [7] Az RPB4 és RPB9 csak akkor tud egyesülni, ha szinte a teljes komplexum össze van szerelve. Az RPB4 komplexet képez az RPB7-tel [7] .

Kinetika

Egy enzim másodpercenként akár több millió reakciót is képes katalizálni. Az enzim sebessége az oldat összetételétől és a szubsztrát koncentrációjától függ. Más enzimekhez hasonlóan a POLR2-nek is van telítési görbéje és maximális sebessége ( V max ). K m (szubsztrátkoncentráció szükséges a fél V max eléréséhez ) és k cat ( másodpercenként egy aktív hellyel feldolgozott szubsztrát molekulák száma). A megadott állandó k cat / K m -t ad . Ennek az állandónak az elméleti maximuma 10 8 és 10 9 (M – 1 s – 1 ) tartományban van, amikor az enzim minden egyes ütközése a szubsztrátjával katalízishez vezet. Élesztőben a legnagyobb alegység Trigger-Loop doménjének mutációja megváltoztathatja az enzim kinetikáját [17] .

Az RNS polimeráz II forgási száma a koncentráció 0,16 s −1 -e [18] . A bakteriális RNS-polimeráz, az RNS-polimeráz II rokona, a DNS mentén oda-vissza transzlokálással vált inaktivált és aktivált állapotok között [19] . Az [NTP] eq = 10 μM GTP, 10 μM UTP, 5 μM ATP és 2,5 μM CTP koncentrációi átlagos nyúlási minősítést, forgásszámot, ~1 bázispárt (NTP) -1 adnak a bakteriális RNS polimeráz esetében [19] .

Az RNS-polimeráz II-t az α-amanitin gátolja [20] .

Holoenzim

Az RNS-polimeráz II holoenzim az eukarióta RNS-polimeráz II egyik formája, amely élő sejtekben fehérjegén - promóterekben rekrutálódik [6] . Az RNS-polimeráz II-ből, a közös transzkripciós faktorok egy részéből és az SRB fehérjékként ismert szabályozó fehérjékből áll.

A holoenzim összeszerelő részét preiniciációs komplexnek nevezik, mivel összeszerelése a génpromoter helyén történik a transzkripció iniciációja előtt . A mediátor komplex hídként működik az RNS-polimeráz II és a transzkripciós faktorok között.

A kromatin szerkezetének szabályozása

azt[ mi? ] annak a mechanizmusnak az összefoglalása, amellyel a kromatin szerkezete és a hisztonok poszttranszlációs módosulása segít szabályozni az RNS-polimeráz II általi géntranszkripciót , élesztősejtek példájával.

Ez[ mi? ] útvonal példákat ad a szabályozásra a következő átírási pontokon:

• Preiniciáció (promóció a Bre1-en, hisztonok módosítása).
• Kezdeményezés (TFIIH promóció, Pol II módosítás és COMPASS promóció, hiszton módosítás).
• Elongáció (előrelépés a Set2 mentén, hiszton módosulások).

Felhívjuk figyelmét, hogy ez[ mi? ] ennek különböző szakaszaira utal[ mi? ] folyamat szabályozási lépéseiként. azt[ mi? ] nem bizonyított[ ki? ] szabályozásra használják, de nagyon valószínű, hogy ez[ mi? ] szóval.

A Pol II RNS promoter elongációja 3 osztályba foglalható:

1. Gyógyszer/szekvencia függő (késleltetés/hatás) faktorok (különféle interferáló fehérjék).
2. Faktororientált kromatin szerkezetek (poszt-transzkripciós hiszton módosítók, például hiszton metiltranszferáz).
3. Pol II RNS-faktorok, amelyek javítják a transzkripció minőségét (különféle interferáló fehérjék és Pol II kofaktorok).

Fehérje komplexek érintettek

A kromatin szerkezeteket megcélzó tényezők
: ( (HMT-k (Histone Methyltransferases)):
COMPASS§† - (Set1 rokon fehérjekomplex) - H3 hiszton metilát lizin
4. Set2 - H3 hiszton metilát lizin 36.
(érdekes irreleváns példa: Dot1 methylates *‡ - ) H3 hiszton 79.)

(Egyéb): Bre1 – a H2B hiszton 123-as lizinjéhez ubiquinizál ( ubiquitint ad hozzá). Az előiniciációhoz kapcsolódik, és lehetővé teszi a Pol II RNS megkötését.

CTD RNS polimeráz

Az RPB1 C-terminálisa hozzáadódik egy C-terminális domén (CTD) kialakításához. Az RNS-polimeráz II karboxil-terminális doménje jellemzően a Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser szekvencia legfeljebb 52 ismétlődését tartalmazza. [21] Más fehérjék gyakran kötődnek az RNS polimeráz C-terminális doménjéhez, hogy aktiválják a polimeráz aktivitást. Ez egy fehérjedomén, amely részt vesz a transzkripció iniciálásában, az RNS-transzkriptum lezárásában és a spliceoszómához való kapcsolódásban az RNS - illesztéshez . [nyolc]

Jegyzetek

1. ↑ Meyer P. A., Ye P., Zhang M., Suh M.-H., Fu J. Phasing RNA polimerase II using intrinsically bound Zn atoms: an updated structure model  //  Structure : Journal. - 2006. - június ( 14. évf. , 6. sz.). - P. 973-982 . - doi : 10.1016/j.str.2006.04.003 . — PMID 16765890 .
2. ↑ Kornberg R. Eukarióta transzkripciós szabályozás  //  Trends in Cell Biology : folyóirat. - Cell Press , 1999. - Vol. 9 , sz. 12 . — P. M46 . - doi : 10.1016/S0962-8924(99)01679-7 . — PMID 10611681 .
3. ↑ Sims RJ 3rd , Mandal SS , Reinberg D. Az RNS-polimeráz-II által közvetített transzkripció legújabb eredményei.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában. - 2004. - 20. évf. 16. sz. 3 . - P. 263-271. - doi : 10.1016/j.ceb.2004.04.004 . — PMID 15145350 .
4. ↑ Armache KJ, Mitterweger S., Meinhart A., Cramer P. A teljes RNS polimeráz II és annak szubkomplex szerkezetei, Rpb4/7  // J Biol Chem  : folyóirat. - 2005. - február 25. ( 280. évf. , 8. sz.). - P. 7131-7134 . - doi : 10.1074/jbc.M413038200 . — PMID 15591044 .  
5. ↑ Sawadogo M., Sentenac A. RNS polimeráz B(II) és általános transzkripciós faktorok   // Annu . Fordulat. Biochem. : folyóirat. - 1990. - 1. évf. 59 . - P. 711-754 . doi : 10.1146 / annurev.bi.59.070190.003431 . — PMID 2197989 .
6. ↑ 1 2 Myer V. E., Young R. A. RNS polimeráz II holoenzimek és szubkomplexek  //  J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 1998. - október ( 273. évf . , 43. sz.). - P. 27757-27760 . doi : 10.1074/ jbc.273.43.27757 . — PMID 9774381 .
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Acker J., de Graaff M., Cheynel I., Khazak V., Kedinger C., Vigneron M. Interactions between the human RNA polimerase II  subunits  // J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 1997. - július ( 272. évf . , 27. sz.). - P. 16815-16821 . doi : 10.1074 / jbc.272.27.16815 . — PMID 9201987 .
8. ↑ 1 2 Brickey W. J., Greenleaf A. L. A Drosophila RNS polimeráz II karboxi-terminális ismétlődő doménjének funkcionális vizsgálatai in vivo  //  Genetics : Journal. - 1995. - június ( 140. évf. , 2. sz.). - P. 599-613 . — PMID 7498740 .
9. ↑ Entrez gén: POLR2A polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid A, 220 kDa . (határozatlan)
10. ↑ Entrez gén: POLR2B polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid B, 140 kDa . (határozatlan)
11. ↑ Khazak V., Estojak J., Cho H., Majors J., Sonoda G., Testa J. R., Golemis E. A. Az új RNS polimeráz II (pol II) alegység hsRPB4 és partnere hsRPB7 és pol II közötti kölcsönhatás elemzése  (angol)  // Mol. sejt. Biol. : folyóirat. - 1998. - május ( 18. évf. , 4. sz.). - P. 1935-1945 . — PMID 9528765 .
12. ↑ Entrez gén: POLR2E polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid E, 25 kDa . Az eredetiből archiválva: 2010. december 5. (határozatlan)
13. ↑ Entrez gén: POLR2F polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid F. Az eredetiből archiválva: 2010. december 5. (határozatlan)
14. ↑ Entrez gén: POLR2G polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid G. (határozatlan)
15. ↑ POLR2J3 polimeráz (RNS) II (DNS irányított) polipeptid J3 . Letöltve: 2017. október 3. Az eredetiből archiválva : 2018. október 21.. (határozatlan)
16. ↑ 1 2 3 Kolodziej P. A., Young R. A. Mutációk az élesztő RNS polimeráz II három legnagyobb alegységében, amelyek befolyásolják az enzimek összeállítását   // Mol . sejt. Biol. : folyóirat. - 1991. - szeptember ( 11. évf. , 9. sz.). - P. 4669-4678 . — PMID 1715023 .
17. ↑ Kaplan, Craig. A Pol II trigger hurok funkció és a Pol II tevékenység szétválasztása – a kiindulási hely kiválasztásának függő szabályozása in vivo  //  PLoS Genetics : folyóirat. - 2012. - április 12.
18. ↑ Jin J., Dong W., Guarino L. A. A Baculovirus RNS polimeráz LEF-4 alegysége RNS 5'-trifoszfatáz és ATPáz aktivitással rendelkezik  //  J. Virol. : folyóirat. - 1998. - December ( 72. évf. , 12. sz.). - P. 10011-10019 . — PMID 9811739 .
19. ↑ 1 2 Abbondanzieri E. A., Greenleaf W. J., Shaevitz J. W., Landick R., Block S. M. Közvetlen megfigyelés a bázispár léptetéséről az RNA polimeráz által  //  Nature : Journal. - 2005. - november ( 438. köt. , 7067. sz.). - P. 460-465 . - doi : 10.1038/nature04268 . — PMID 16284617 .
20. ↑ Kaplan, Craig D. Az RNS Polymerase II Trigger Loop Functions in Substrate Selection and is Directly Targeted by α-amanitin   // Mol . sejt : folyóirat. - 2008. - június 6.
21. ↑ Meinhart A., Cramer P. Az RNS polimeráz II karboxi-terminális doménjének felismerése 3'-RNS-feldolgozó faktorok által  //  Nature : Journal. - 2004. - július ( 430. évf. , 6996. sz.). - P. 223-226 . - doi : 10.1038/nature02679 . — PMID 15241417 .