Dlaczego zajmujemy się enzymami?
- biorą udział we wszystkich reakcjach chemicznych ustroju,
- znaczenie medyczne –
rozpoznawanie chorób
projektowanie leków
metabolizm leków
zastosowania przemysłowe
spożywczy
farmaceutyczny
chemiczny
kosmetyczny
Rybozymy
Zidentyfikowano 9 typów naturalnych rybozymów, które można
podzielić na 3 grupy:
- rybozymy niskocząsteczkowe (hammerhead - „głowa młotka”, hairpin
– „szpilka do włosów”, delta, VS)
- rybozymy wielkocząsteczkowe (introny grupy I i II, RNaza P, snRNA
U2 i U6)
- Rybosom (Transferaza peptydylowa)
W rybozymach grupa 2’-OH odgrywa kluczową rolę w
hydrolizie/transestryfikacji wiązań P-O
Rybozym rozpoznaje sekwencję komplementarną docelowego mRNA
poprzez hybrydyzację typu Watsona – Cricka. Po przyjęciu aktywnej
konformacji w kompleksie dochodzi do degradacji wiązania
fosfodiestrowego w nici mRNA. Tworzy się kompleks rybozymu z
produktami degradacji. Kompleks ten ulega rozdysocjowaniu, dając
produkty reakcji, oraz uwolniony rybozym zdolny do następnego
cyklu katalizy.
Aktywność rybozymów może podlegać precyzyjnej kontroli, kofaktorami
mogą być jony metali (Mn2+, Zn2+, Ca2+, Co 2+ lub Na+) lub związki
organiczne np. guanozyna
Dla wywołania aktywności katalitycznej, np rybozymów typu
„hammerhead”, konieczny jest udział dwóch jonów metalu, jeden z nich
aktywuje tzw. atakującą grupę hydroksylową (2'-OH), natomiast drugi
stabilizuje ujemny ładunek na atomie tlenu grupy odchodzącej.
Drugorzędowa struktura
prekursora rRNA z
Tetrahymena thermophila.
Pojawiły się już pierwsze eksperymentalne wykorzystania rybozymów do
leczenia chorób, m.in. zakażenia HIV, oraz do terapii genowej.
Odkryto rybozymy, które mogą skutecznie katalizować niektóre reakcje
organiczne, pełniąc rolę induktorów chiralności.
Opisano asymetryczną wersję reakcji Dielsa-Aldera, katalizowaną przez
rybozym, w której nadmiar enancjomeryczny sięgał 90%.
DNAzymy
Ponieważ DNA nie posiada grupy 2’-OH, uważano że nie ma zdolności do
katalizy.
DNAzymy rozcinają cząsteczkę RNA z dużo większą wydajnością niż
rybozymy typu „hammerhead” i „hairpin”
Również dla aktywności DNAzymów konieczna jest obecność kofaktorów.
Przykładem może być hydroliza RNA przez DNAzym, dla którego kofaktorem
jest histydyna
Jedną z ciekawych perspektyw praktycznego wykorzystania DNAzymów jest
możliwość użycia syntetycznych DNA do katalizy reakcji, dla których nie ma
naturalnych enzymów.
DNAzym “10-23” hydrolizujący RNA.
R — adenozyna lub guanozyna
20 + 2 aminokwasów białkowych
kod 1- i 3- literowy
alanina
A,
arginina
R,
asparagina
N,
kw. asparaginowy D,
cysteina
C,
glutamina
Q,
kw. glutaminowy E,
glicyna
G,
histydyna
H,
izoleucyna
I,
leucyna
L,
lizyna
K,
metionina
M,
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Gln
Glu
Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met
fenyloalanina
prolina
seryna
treonina
tryptofan
tyrozyna
walina
F,
P,
S,
T,
W,
Y,
V,
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
selenocysteina
U,
Sec
pirolizyna (pyrrolysine) O, Pyl
aminokwasy alifatyczne
prolina, aminokwas
cykliczny
aminokwasy z
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)