arrow



2',5'-Олигоаденилатсинтетаза

В присутствии двухцепочечной РНК, служащей индуктором для 2',5'-олигоаденилатсин-тетазы (OAS) (в незараженных вирусом клетках фермент не активен) (cм. рис. 4.11), фермент катализирует полимеризацию АТР с образованием олигоаденилатов с необычной 2',5'-фосфодиэфирной связью (схема 1).

oligoadenilat.jpg

 

В клетке существует несколько изоформ OAS, различающихся размерами: малая (р40/р46), средняя (р69), большая (р100). Каждая из изоформ кодируется своим IFN-индуцируемым геном. Кроме того, в результате альтернативного сплайсинга каждого гена внутри каждого типоразмера OAS существует множество форм фермента, различающихся С-концевыми последовательностями. В нативной форме малая OAS существует как тетрамер, средняя как димер, а большая форма представляет собой мономер.

 

По своему пространственному строению и механизму действия OAS относится к семейству ДНК-полимеразы бетта. Каталитическая реакция синтеза 2',5'-олигоаденилата осуществляется триадой остатков глутаминовой кислоты (D74, D76, D147), что является характерной особенностью механизма действия большинства ДНК- и РНК-полимераз. На рис. 4.16 представлена пространственная структура OAS (р40). В отличие от протеинкиназы PKR OAS не имеет отдельного домена для связывания индуктора - двухцепочечной РНК, содержащей не менее 30 пар нуклеотидов. Индуктор связывается в положительно заряженной бороздке фермента, далее после изменения конформации открывается вход в активный центр OAS.

oligoadenilat2.jpg

Рис. 4.16. Пространственная структура OAS (р40). N-концевая последовательность изображена внизу, начиная с цифры 1, каталитический домен с триадой остатков глутаминовой кислоты (D74, D76, D147) - слева, линкерный домен - вверху, С-концевой домен - справа.

В зависимости от размера белка варьирует длина 2',5'-олигоаденилата, синтезируемого OAS: от гексамера, синтезируемого процессивно малой OAS, до 30-мера, образуемого непроцессивно средней формой. Большая форма синтезирует димерный 2',5'-олигоаденилат, который не способен быть индуктором для других ферментов, поэтому участие р100 в активации белков, ответственных за противовирусное действие интерферона, пока остается неясным.

2',5'-Олигоаденилаты, содержащие не менее трех нуклеотидных остатков, активируют латентную рибонуклеазу L, переводя ее из неактивной мономерной формы в активный димер, разрушающий одноцепочечные РНК (мРНК и рРНК) как вирусного, так и клеточного происхождения с образованием на 3'-конце последовательности UpU или UpA. Распад РНК приводит к ингибированию элонгации и снижению скорости синтеза белков, в том числе вирусных. Фермент конституционно присутствует в большинстве клеток и увеличивает свою активность в десятки раз при взаимодействии клеток с интерфероном.

Рибонуклеаза L, белок молекулярной массой 83 kDa, содержит 741 аминокислотный остаток. Белок состоит из трех доменов: N-концевого регуляторного, содержащего девять анкирин-подобных участков; протеинкиназоподобного и С-концевого РНК-азного (рис. 4.17).

b_300_300_16777215_0___images_stories_oligoadenilat3.jpg

Рис. 4.17. Доменная структура рибонуклеазы L. N-концевой регуляторный домен, состоящий из девяти анкирин-подобных участков (Ankyrin Repeats), связывает активатор - 2',5'-олигоаденилат (2-5A Sensor). Центральный протеинкиназоподобный домен (Kinase-Like Domain) необходим для димеризации и активации рибонуклеазы L. Каталитический РНК-азный домен расположен на С-конце молекулы фермента

Что же такое анкириновый повтор? Анкириновые повторы, сформировавшиеся в ходе эволюции как универсальный белковый модуль, обеспечивают взаимодействия между белками, а также между белками и нуклеиновыми кислотами и достаточно часто присутствуют в структуре различных белков. Каждый анкириновый повтор состоит из двух альфа-спиралей, между которыми находится петля бетта-шпильки. Множественные повторы создают структуру, в которой спираль-спиральные взаимодействия формируют центральное ядро, а концы бетта-шпилек, экспонированные наружу, служат сайтами для взаимодействий белок-белок и белок-нуклеиновая кислота. Модельная структура анкиринового повтора и структура N-концевого регуляторного участка рибонуклеазы L, содержащего несколько анкириновых повторов, приведена на рис. 4.18.

oligoadenilat41.jpgb_300_300_16777215_0___images_stories_oligoadenilat422.jpg

Рис. 4.18. Структура анкиринового повтора (аnkyrin repeats): модельная теоритическая структура анкиринового повтора (слева)

Биохимическими, генетическими и рентгеноструктурными исследованиями было обнаружено, что второй и четвертый анкирин-подобные участки связывают активирующий РНКазу L 2',5'-олигоаденилат (рис. 4.18). Как видно на рис. 4.19, в отсутствие активатора регуляторный домен РНК-азы L (ANK) взаимодействует с протеинкиназоподобным (РК) и РНК-азным (RN) доменами, препятствует димеризации белка и образованию активного центра на поверхности раздела двух RN доменов. Связывание 2',5'-олигоаденилата в регуляторном домене вызывает изменение конформации этого домена, его компактизацию и высвобождение протеинкиназоподобного и РНК-азного доменов, которые способны теперь к димеризации и переходу в активное состояние, так как каталитически активный РНК-азный центр формируется из аминокислотных остатков димера РНК-азы L. РНК-аза L может связывать свои субстраты в отсутствие активатора, но гидролизовать их не способна, так как для этого необходима димеризация фермента, имеющая место только в присутствии 2',5'-олигоаденилата.

b_300_300_16777215_0___images_stories_oligoadenilat5.jpg

Рис. 4.19. Модель активации РНК-азы L: ANK - N-концевой регуляторный домен, PK - центральный протеинкиназоподобный домен, RN - С-концевой РНК-азный домен. В присутствии эффектора - 2',5'-олигоаденилата (2-5А), изображенного шариком и связавшегося с регуляторным ANK доменом, происходит изменение конформации ANK, открытие сайтов димеризации РК и RN доменов и образование активного центра из аминокислотных остатков димера.

2',5'-Олигоаденилаты ингибируют также метилирование вирусной мРНК, что может быть дополнительным механизмом действия интерферона против ДНК- и РНК-содержащих вирусов, у которых мРНК является метилированной.

2',5'-Олигоаденилаты быстро деградируют в клетке под действием 2',5'-фосфодиэстеразы (для проявления активности которой необходимо наличие свободной 3'-гидроксильной группы в рибозном фрагменте 2',5'-олигоаденилата). Деградация 2',5'-олигоаденилата вызывает инактивацию 2',5'-олиго (А)-зависимой эндорибонуклеазы L, что останавливает распад вирусных и клеточных РНК.

Если вы делаете дома ремонт, хорошим вариантом будет поставить мебель для эркера, тогда интерьер наверняка станет современным.