メッセンジャーRNA分子は逆位ヌクレオチドでキャップされる

Messenger RNAキャッピング酵素。

高品質のTIFF画像をダウンロードする

私たちの細胞では、転写は単にDNAを読み取り、相補的なRNA鎖を構築するという単純なプロセスではありません。 RNAポリメラーゼが始まったほぼ直後から、細胞は変化を起こしているのです。 mRNAが約30ヌクレオチドの長さしかないとき、細胞は最初の変化を起こします：末端にグアノシンヌクレオチドをつなげるのです。 この「キャップ」は、グアニン塩基がメチル化されていること、通常の1リン酸ではなく3リン酸で結合していること、ヌクレオチドの向きが通常のヌクレオチド同士の結合とは逆であることなど、いくつかの点で特殊である。 この特殊な構造は、核酸を消化する酵素からRNAを保護し、また、mRNAを使用する分子に認識可能なシグナルを提供する。 その後、細胞は成長するmRNAにさらに変更を加え、もう一方の端にアデノシンヌクレオチドの列を追加し、タンパク質をコードしていない領域をスプライシングします。

キャップを付ける

メッセンジャーRNAキャップは3段階で作られ、それぞれ異なる酵素によって実行されます。 真新しいmRNAは末端に3つのリン酸を持っているので、最初のステップでは1つを切り取る。 次に、2番目の酵素が新しい2リン酸の末端にGMPを結合させ、珍しい3リン酸の結合と逆方向の配向を作り出す。 最後に、3番目の酵素がグアニン塩基をメチル化して、さらに認識しやすくする。驚くべきことに、これらの酵素はRNAポリメラーゼの長いリン酸化尾部に結合しているので、新しいmRNAを転写するときに、まさに修正に適した場所に保持されている。 一番上に示した複合体は酵母のもの（PDBエントリー3kyh ）で、最初の2つの酵素を含んでいます。 中央の2つのサブユニット（青色）がトリミング反応を、両脇の2つのサブユニット（緑色）がヌクレオチドの転移を行う。 私たちの細胞では、1本の長いタンパク質鎖に2つの酵素が結合して、この2つの反応をおこなっている。 3639>

Taking the Cap Off

Messenger RNA decapping enzymes.

Download high quality TIFF image

細胞はmRNAを使い終わったらそれを再利用する必要がある。 そのためには、キャップを外して、RNAを消化する酵素が働けるようにする必要があります。 ここでは、2種類のデキャッピング酵素を紹介する。 左側はDcp1/Dcp2（PDBエントリー2qkm）で、古いまたは古くなったmRNAを認識する酵素複合体で、キャップを切り落とし、末端からヌクレオチドを噛み砕く酵素にアクセスできるようにする。 右は「スカベンジャー」デキャッピング酵素（PDBエントリー1st0）で、エキソソームによって切り刻まれたRNAからキャップを除去する。

構造を調べる

• 画像
• JSmol 1

GMP付加酵素は複雑な反応中に開いたり閉じたりしている。 この反応は2段階を経て行われる。 まず、GTPの分子を見つけ、その周りを閉じ、そのヌクレオチドを自分のリジンアミノ酸の1つにくっつける。 次に、開いてGTPから取り除いたピロリン酸を放出し、mRNAの末端を閉じて、ヌクレオチド転移反応を行う。 この2つのステップの後、再び開いてキャップされたmRNAを放出する。 研究者たちは、これらのステップのいくつかにおいて、この酵素のウイルス形態を捕らえました（PDBエントリー 1ckm, 1ckn and 1cko ）。画像をクリックすると、構造を示す対話型Jmolが表示されます。

3775