stringtranslate.com

Рибонуклеаза H

Рибонуклеаза H (сокращенно РНКаза H или RNH ) представляет собой семейство неспецифичных последовательности эндонуклеазных ферментов , которые катализируют расщепление РНК в субстрате РНК/ ДНК по гидролитическому механизму . Члены семейства РНКазы H встречаются практически во всех организмах: от бактерий до архей и эукариот .

Семейство разделено на эволюционно родственные группы с несколько разными предпочтениями в отношении субстратов , широко называемые рибонуклеазами H1 и H2. [2] Геном человека кодирует как H1, так и H2. Человеческая рибонуклеаза H2 представляет собой гетеротримерный комплекс, состоящий из трех субъединиц, мутации в любой из которых являются одной из генетических причин редкого заболевания, известного как синдром Айкарди-Гутьера . [3] Третий тип, тесно связанный с H2, встречается только у некоторых прокариот , [4] тогда как H1 и H2 встречаются во всех сферах жизни . [4] Кроме того, РНКаза H1-подобные домены ретровирусной рибонуклеазы H встречаются в мультидоменных белках обратной транскриптазы , которые кодируются ретровирусами , такими как ВИЧ , и необходимы для репликации вируса. [5] [6]

У эукариот рибонуклеаза H1 участвует в репликации ДНК митохондриального генома . И H1, и H2 участвуют в задачах поддержания генома, таких как обработка структур R-петли . [2] [7]

Классификация и номенклатура

Рибонуклеаза H представляет собой семейство эндонуклеазных ферментов с общей субстратной специфичностью для цепи РНК дуплексов РНК - ДНК . По определению, РНКазы H расщепляют фосфодиэфирные связи основной цепи РНК, оставляя 3'- гидроксильную и 5'- фосфатную группы. [7] РНКазы H были предложены как члены эволюционно родственного суперсемейства, включающего другие нуклеазы и ферменты, обрабатывающие нуклеиновые кислоты, такие как ретровирусные интегразы , ДНК- транспозазы , резольвазы соединения Холлидея , белки Piwi и Argonaute , различные экзонуклеазы и сплайсосомный белок Prp8 . [8] [9]

РНКазы H можно в общих чертах разделить на два подтипа, H1 и H2, которым по историческим причинам присвоены обозначения арабскими цифрами у эукариот и обозначениями римскими цифрами у прокариот . Таким образом, РНКаза HI Escherichia coli является гомологом РНКазы H1 Homo sapiens . [2] [7] У E. coli и многих других прокариот ген rnhA кодирует HI, а ген rnhB кодирует HII. Третий родственный класс, названный HIII, встречается у некоторых бактерий и архей ; он тесно связан с прокариотическими ферментами HII. [4]

Состав

Сравнение структур репрезентативных белков рибонуклеазы H каждого подтипа. В белке E. coli (бежевый, вверху слева) четыре консервативных остатка активного центра показаны в виде сфер. В белках H. sapiens структурное ядро, общее для подтипов H1 и H2, показано красным. Структуры рендерятся из: E. coli , PDB : 2RN2 ; Т. маритима , PDB : 303F ; B. stearothermophilus , PDB : 2D0B ; H. sapiens H1, PDB : 2QK9 ​; H. sapiens , PDB : 3P56 ​.

Структура РНКазы H обычно состоит из 5-нитевого β-листа , окруженного набором α-спиралей . [10] Все РНКазы H имеют активный сайт, сосредоточенный на мотиве консервативной последовательности, состоящем из остатков аспартата и глутамата , часто называемом мотивом DEDD. Эти остатки взаимодействуют с каталитически необходимыми ионами магния . [7] [5]

РНКазы H2 крупнее H1 и обычно имеют дополнительные спирали. Доменная организация ферментов варьируется; некоторые прокариотические и большинство эукариотических членов группы H1 имеют дополнительный небольшой домен на N-конце, известный как «гибридный связывающий домен», который облегчает связывание с гибридными дуплексами РНК: ДНК и иногда обеспечивает повышенную процессивность . [2] [7] [11] Хотя все члены группы H1 и прокариотические члены группы H2 функционируют как мономеры, эукариотические ферменты H2 являются облигатными гетеротримерами . [2] [7] Прокариотические ферменты HIII являются членами более широкой группы H2 и имеют большинство структурных особенностей с H2, с добавлением N-концевого TATA-бокс-связывающего домена . [7] Домены ретровирусной РНКазы H, встречающиеся в многодоменных белках обратной транскриптазы , имеют структуры, очень напоминающие группу H1. [5]

РНКазы H1 были тщательно изучены с целью изучения взаимосвязи между структурой и ферментативной активностью. Они также используются, особенно гомолог E. coli , в качестве модельных систем для изучения сворачивания белков . [12] [13] [14] В группе H1 была выявлена ​​взаимосвязь между более высоким сродством к связыванию субстрата и наличием структурных элементов, состоящих из спирали и гибкой петли, обеспечивающих большую и более основную поверхность связывания субстрата. С-спираль имеет разбросанное таксономическое распространение; он присутствует в гомологах E. coli и РНКазы H1 человека и отсутствует в домене H РНКазы ВИЧ, но примеры ретровирусных доменов с C-спиралями действительно существуют. [15] [16]

Функция

Ферменты рибонуклеазы H расщепляют фосфодиэфирные связи РНК в двухцепочечном гибриде РНК:ДНК, оставляя 3'- гидроксильную и 5'- фосфатную группы на обоих концах сайта разреза с помощью механизма катализа с помощью ионов двух металлов, при котором два двухвалентные катионы, такие как Mg2+ и Mn2+, непосредственно участвуют в каталитической функции. [17] В зависимости от различий в аминокислотных последовательностях эти РНКазы H подразделяются на РНКазы H типа 1 и 2. [7] [18] РНКазы H типа 1 имеют прокариотические и эукариотические РНКазы H1 и ретровирусную РНКазу H. Тип 2 РНКазы H имеют прокариотические и эукариотические РНКазы H2 и бактериальную РНКазу H3. Эти РНКазы H существуют в мономерной форме, за исключением эукариотических РНКаз H2, которые существуют в гетеротримерной форме. [19] [20] РНКазы H1 и H2 имеют разные предпочтения в отношении субстратов и разные, но перекрывающиеся функции в клетке. У прокариот и низших эукариот ни один из ферментов не является незаменимым , тогда как считается, что оба фермента необходимы для высших эукариот. [2] Совместная активность ферментов H1 и H2 связана с поддержанием стабильности генома за счет деградации ферментами РНК-компонента R-петлей . [21] [22]

Рибонуклеаза H1

Ферментам рибонуклеазы H1 требуется как минимум четыре пары оснований , содержащих рибонуклеотиды , в субстрате, и они не могут удалить один рибонуклеотид из цепи, которая в противном случае состоит из дезоксирибонуклеотидов. По этой причине считается маловероятным, что ферменты РНКазы H1 участвуют в процессинге РНК-праймеров из фрагментов Оказаки во время репликации ДНК . [2] РНКаза H1 не является существенной в одноклеточных организмах, где она была исследована; у E. coli нокауты РНКазы H1 придают термочувствительный фенотип [7] , а у S. cerevisiae они вызывают дефекты реакции на стресс. [23]

У многих эукариот, включая млекопитающих , гены РНКазы H1 включают последовательность, нацеленную на митохондрии , что приводит к экспрессии изоформ с присутствующим MTS или без него. В результате РНКаза H1 локализуется как в митохондриях , так и в ядре . В моделях мышей с нокаутом мутанты с нулевым содержанием РНКазы H1 летальны во время эмбриогенеза из-за дефектов репликации митохондриальной ДНК . [2] [24] [25] Дефекты репликации митохондриальной ДНК, вызванные потерей РНКазы H1, вероятно, связаны с дефектами процессинга R-петли . [22]

Рибонуклеаза H2

У прокариот РНКаза H2 ферментативно активна в виде мономерного белка. У эукариот это облигатный гетеротример, состоящий из каталитической субъединицы A и структурных субъединиц B и C. Хотя субъединица A близко гомологична прокариотической РНКазе H2, субъединицы B и C не имеют явных гомологов у прокариот и плохо консервативны при уровень последовательности даже среди эукариот. [26] [27] Субъединица B опосредует белок-белковые взаимодействия между комплексом H2 и PCNA , что локализует H2 в фокусах репликации . [28]

Как прокариотические, так и эукариотические ферменты H2 могут расщеплять отдельные рибонуклеотиды в цепи. [2] однако они имеют несколько разные модели расщепления и предпочтения в отношении субстратов: прокариотические ферменты имеют меньшую процессивность и гидролизуют последовательные рибонуклеотиды более эффективно, чем рибонуклеотиды с 5'- дезоксирибонуклеотидом, тогда как эукариотические ферменты более процессивны и гидролизуют оба типа субстрата с одинаковой эффективностью. [2] [27] Субстратная специфичность РНКазы H2 позволяет ей участвовать в эксцизионной репарации рибонуклеотидов , удаляя неправильно включенные рибонуклеотиды из ДНК, в дополнение к процессингу R-петли . [29] [30] [28] Хотя и H1, и H2 присутствуют в ядре клеток млекопитающих , H2 является там доминирующим источником активности РНКазы H и важен для поддержания стабильности генома. [28]

Некоторые прокариоты обладают дополнительным геном типа H2, обозначенным РНКазой HIII в номенклатуре римских цифр, используемой для прокариотических генов. Белки HIII более тесно связаны с группой H2 по идентичности последовательностей и структурному сходству, но имеют предпочтения в отношении субстратов, которые больше напоминают H1. [7] [31] В отличие от HI и HII, которые широко распространены среди прокариот, HIII встречается лишь у немногих организмов с разбросанным таксономическим распределением; он несколько чаще встречается у архей и редко или никогда не встречается в том же геноме прокариот, что и HI. [32]

Механизм

Механизм реакции РНКазы H
Механизм реакции катализа РНКазы H с использованием двух ионов металлов в домене РНКазы H ВИЧ-1

Активный центр почти всех РНКаз H содержит четыре отрицательно заряженных аминокислотных остатка, известных как мотив DEDD; часто также присутствует гистидин , например, в ВИЧ-1, человеке или E. coli. [2] [7]

Заряженные остатки связывают два иона металлов, необходимых для катализа; в физиологических условиях это ионы магния , но марганец также обычно поддерживает ферментативную активность, [2] [7], тогда как кальций или высокая концентрация Mg2+ ингибируют активность. [11] [33] [34]

Основываясь на экспериментальных данных и компьютерном моделировании, фермент активирует молекулу воды, связанную с одним из ионов металлов с помощью консервативного гистидина. [33] [35] Переходное состояние носит ассоциативный характер [17] и образует промежуточное соединение с протонированным фосфатом и депротонированной уходящей группой алкоксида. [35] Уходящая группа протонируется через глутамат, который имеет повышенное значение pKa и, вероятно, будет протонирован. Механизм аналогичен механизму РНКазы Т и субъединицы RuvC фермента Cas9 , которые также используют гистидиновый и двухметаллический ионный механизм.

Механизм высвобождения продукта расщепления до сих пор не выяснен. Экспериментальные данные кристаллографии с временным разрешением и аналогичных нуклеаз указывают на роль третьего иона в реакции, рекрутируемой в активный центр. [36] [37]

В биологии человека

Геном человека содержит четыре гена, кодирующие РНКазу H:

Кроме того, в геноме часто появляется генетический материал ретровирусного происхождения, что отражает интеграцию геномов эндогенных ретровирусов человека . Такие события интеграции приводят к присутствию генов, кодирующих обратную транскриптазу ретровируса , которая включает домен РНКазы H. Примером является ERVK6 . [38] Ретротранспозоны с длинными терминальными повторами (LTR) и недлинными концевыми повторами (non-LTR) также распространены в геноме и часто включают свои собственные домены РНКазы H со сложной эволюционной историей. [39] [40] [41]

Роль в болезни

Структура тримерного комплекса H2 человека: каталитическая субъединица A выделена синим цветом, структурная субъединица B - коричневым, а структурная субъединица C - розовым. Хотя субъединицы B и C не взаимодействуют с активным центром, они необходимы для активности. Каталитические остатки в активном центре показаны пурпурным цветом. Позиции, показанные желтым цветом, соответствуют известным мутациям AGS. Наиболее распространенная мутация AGS — аланин в треонин в положении 177 субъединицы B — показана зеленой сферой. Многие из этих мутаций не нарушают каталитическую активность in vitro , но дестабилизируют комплекс или мешают белок-белковым взаимодействиям с другими белками в клетке. [42]

В небольших исследованиях мутации в человеческой РНКазе H1 были связаны с хронической прогрессирующей внешней офтальмоплегией , распространенным признаком митохондриальных заболеваний . [25]

Мутации в любой из трех субъединиц РНКазы H2 хорошо известны как причины редкого генетического заболевания , известного как синдром Айкарди-Гутьера (AGS) [3] , которое проявляется в виде неврологических и дерматологических симптомов в раннем возрасте. [43] Симптомы АГС очень напоминают симптомы врожденной вирусной инфекции и связаны с неадекватной активацией интерферона I типа . АГС также может быть вызван мутациями в других генах: TREX1 , SAMHD1 , ADAR и MDA5 /IFIH1, каждый из которых участвует в процессинге нуклеиновых кислот. [44] Характеристика распределения мутаций в популяции пациентов с AGS выявила 5% всех мутаций AGS в RNASEH2A, 36% в 2B и 12% в 2C. [45] Мутации в 2B были связаны с несколько более легкими неврологическими нарушениями [46] и с отсутствием интерферон-индуцированной активации генов, которая может быть обнаружена у пациентов с другими генотипами, связанными с АГС. [44]

В вирусах

Кристаллическая структура гетеродимера обратной транскриптазы ВИЧ (желтый и зеленый), домен РНКазы H показан синим цветом (активный центр в пурпурных сферах). Оранжевая цепь нуклеиновой кислоты — РНК, красная — ДНК. [47]

Две группы вирусов используют обратную транскрипцию как часть своего жизненного цикла: ретровирусы , которые кодируют свои геномы в одноцепочечной РНК и реплицируются через промежуточную двухцепочечную ДНК; и вирусы дцДНК-RT , которые реплицируют свои геномы двухцепочечной ДНК через промежуточный «прегеном» РНК. Патогенные примеры включают вирус иммунодефицита человека и вирус гепатита В соответственно. Оба кодируют большие многофункциональные белки обратной транскриптазы (RT), содержащие домены РНКазы H. [48] ​​[49]

Ретровирусные белки RT из ВИЧ-1 и вируса мышиного лейкоза являются наиболее изученными членами этого семейства. [50] [51] Ретровирусная RT отвечает за преобразование одноцепочечной РНК генома вируса в двухцепочечную ДНК. Этот процесс требует трех этапов: во-первых, РНК-зависимая активность ДНК-полимеразы приводит к образованию минус-цепи ДНК из матрицы плюс-цепи РНК, образуя гибридное промежуточное соединение РНК:ДНК; во-вторых, цепь РНК разрушается; и в-третьих, ДНК-зависимая активность ДНК-полимеразы синтезирует плюс-цепочечную ДНК, образуя двухцепочечную ДНК в качестве конечного продукта. Второй этап этого процесса осуществляется доменом РНКазы H, расположенным на С-конце белка RT. [5] [6] [52] [53]

РНКаза H выполняет три типа расщепляющих действий: неспецифическую деградацию генома плюс-цепи РНК, специфическое удаление праймера минус-цепи тРНК и удаление праймера плюс-цепи полипуринового тракта (PPT). [54] РНКаза H играет роль в праймировании плюс-цепи, но не в обычном методе синтеза новой последовательности праймера. Скорее, РНКаза H создает «праймер» из PPT, который устойчив к расщеплению РНКазой H. При удалении всех оснований, кроме PPT, PPT используется в качестве маркера конца области U3 ее длинного концевого повтора . [53]

Поскольку активность РНКазы H необходима для пролиферации вируса, этот домен считается мишенью для разработки антиретровирусных препаратов, используемых при лечении ВИЧ / СПИДа и других состояний, вызванных ретровирусами. Идентифицированы ингибиторы ретровирусной РНКазы H нескольких различных хемотипов , механизм действия многих из которых основан на хелатировании катионов активного центра. [55] Ингибиторы обратной транскриптазы , которые специфически ингибируют полимеразную функцию RT, широко используются в клинической практике, но не ингибиторы функции РНКазы H; это единственная ферментативная функция, кодируемая ВИЧ, на которую еще не воздействуют лекарства, используемые в клинической практике. [52] [56]

Эволюция

РНКазы H широко распространены и встречаются во всех сферах жизни . Это семейство принадлежит к более крупному суперсемейству нуклеазных ферментов [8] [9] и считается эволюционно древним. [57] В геномах прокариот часто присутствуют множественные гены РНКазы H, но существует небольшая корреляция между появлением генов HI, HII и HIII и общими филогенетическими отношениями , что позволяет предположить, что горизонтальный перенос генов мог сыграть роль в установлении распределения эти ферменты. РНКаза HI и HIII редко или никогда не встречаются в одном и том же геноме прокариот. Когда геном организма содержит более одного гена РНКазы H, они иногда имеют значительные различия в уровне активности. Было высказано предположение, что эти наблюдения отражают эволюционную закономерность, которая сводит к минимуму функциональную избыточность генов РНКазы H. [7] [32] РНКаза HIII, которая уникальна для прокариот, имеет разбросанное таксономическое распределение и обнаруживается как у бактерий , так и у архей ; [32] считается, что он довольно рано отошел от HII. [58]

Эволюционная траектория РНКазы H2 у эукариот, особенно механизм, с помощью которого эукариотические гомологи стали облигатными гетеротримерами, неясен; субъединицы B и C не имеют очевидных гомологов у прокариот. [2] [27]

Приложения

Поскольку РНКаза H специфически разрушает только РНК в гибридах двухцепочечной РНК:ДНК, ее обычно используют в качестве лабораторного реагента в молекулярной биологии . Очищенные препараты РНКазы HI и HII E.coli коммерчески доступны. РНКаза HI часто используется для разрушения матрицы РНК после синтеза первой цепи комплементарной ДНК (кДНК) путем обратной транскрипции . Его также можно использовать для расщепления определенных последовательностей РНК в присутствии коротких комплементарных сегментов ДНК. [59] Для обнаружения можно использовать высокочувствительные методы, такие как поверхностный плазмонный резонанс . [60] [61] РНКаза HII может использоваться для разрушения компонента РНК-праймера фрагмента Оказаки или для введения одноцепочечных разрывов в положениях, содержащих рибонуклеотид. [59] Вариант ПЦР с горячим стартом , известный как РНКаза H-зависимая ПЦР или рчПЦР, был описан с использованием термостабильной РНКазы HII из гипертермофильной археи Pyrococcus abyssi . [62] Следует отметить, что белок -ингибитор рибонуклеазы , обычно используемый в качестве реагента, не эффективен для ингибирования активности ни HI, ни HII. [59]

История

Рибонуклеазы H были впервые обнаружены в лаборатории Питера Хаузена, когда в 1969 году исследователи обнаружили гибридную эндонуклеазную активность РНК:ДНК в тимусе теленка и дали ей название «рибонуклеаза H », чтобы обозначить ее гибридную специфичность. [26] [63] [64] Активность РНКазы H впоследствии была обнаружена в E. coli [65] и в образце онковирусов с РНК-геномами во время ранних исследований обратной транскрипции вирусов . [66] [67] Позже стало ясно, что экстракт тимуса теленка содержит более одного белка с активностью РНКазы H [68] и что E. coli содержит два гена РНКазы H. [69] [70] Первоначально фермент, ныне известный как РНКаза H2 у эукариот, назывался H1 и наоборот, но названия эукариотических ферментов были изменены, чтобы соответствовать названиям в E. coli , чтобы облегчить сравнительный анализ, что привело к созданию современной номенклатуры в где прокариотические ферменты обозначаются римскими цифрами, а эукариотические ферменты - арабскими цифрами. [2] [26] [31] [71] Прокариотическая РНКаза HIII, о которой сообщалось в 1999 году, была последним подтипом РНКазы H, который был идентифицирован. [31]

Характеристика эукариотической РНКазы H2 исторически была сложной задачей, отчасти из-за ее низкой распространенности. [2] Тщательные усилия по очистке фермента позволили предположить, что, в отличие от РНКазы H2 E. coli , эукариотический фермент имеет несколько субъединиц. [72] Гомолог S. cerevisiae белка E. coli (то есть субъединицы H2A) был легко идентифицирован с помощью биоинформатики при секвенировании генома дрожжей , [73] но было обнаружено, что соответствующий белок не обладает ферментативной активностью в изоляции. . [2] [23] В конце концов, субъединицы B и C дрожжей были выделены путем совместной очистки и признаны необходимыми для ферментативной активности. [74] Однако субъединицы B и C дрожжей имеют очень низкую идентичность последовательностей со своими гомологами в других организмах, и соответствующие человеческие белки были окончательно идентифицированы только после того, как было обнаружено, что мутации во всех трех вызывают синдром Айкарди-Гутьера . [2] [3]

Рекомендации

  1. ^ ПДБ : 1JL1 ​; Гёдкен Э.Р., Маркизи С. (декабрь 2001 г.). «Энергетика нативного состояния термостабилизированного варианта рибонуклеазы HI». Журнал молекулярной биологии . 314 (4): 863–71. дои : 10.1006/jmbi.2001.5184. ПМИД  11734003.
  2. ^ abcdefghijklmnopq Серрителли С.М., Крауч Р.Дж. (март 2009 г.). «Рибонуклеаза H: ферменты эукариот». Журнал ФЭБС . 276 (6): 1494–505. дои : 10.1111/j.1742-4658.2009.06908.x. ПМК 2746905 . ПМИД  19228196. 
  3. ^ abc Crow YJ, Лейтч А., Хейворд Б.Е., Гарнер А., Пармар Р., Гриффит Э. и др. (август 2006 г.). «Мутации в генах, кодирующих субъединицы рибонуклеазы H2, вызывают синдром Айкарди-Гутьера и имитируют врожденную вирусную инфекцию головного мозга». Природная генетика . 38 (8): 910–6. дои : 10.1038/ng1842. PMID  16845400. S2CID  8076225.
  4. ^ abc Фигель М, Новотны М (август 2014 г.). «Кристаллическая структура комплекса РНКаза H3-субстрат демонстрирует параллельную эволюцию гибридного распознавания РНК/ДНК». Исследования нуклеиновых кислот . 42 (14): 9285–94. дои : 10.1093/nar/gku615. ПМЦ 4132731 . ПМИД  25016521. 
  5. ^ abcd Дэвис Дж. Ф., Гостомска З., Гостомский З., Джордан С.Р., Мэтьюз Д.А. (апрель 1991 г.). «Кристаллическая структура домена рибонуклеазы H обратной транскриптазы ВИЧ-1». Наука . 252 (5002): 88–95. Бибкод : 1991Sci...252...88D. дои : 10.1126/science.1707186. ПМИД  1707186.
  6. ^ аб Хансен Дж., Шульце Т., Меллерт В., Мёллинг К. (январь 1988 г.). «Идентификация и характеристика ВИЧ-специфической РНКазы H с помощью моноклональных антител». Журнал ЭМБО . 7 (1): 239–43. doi :10.1002/j.1460-2075.1988.tb02805.x. ПМК 454263 . ПМИД  2452083. 
  7. ^ abcdefghijklm Тадокоро Т., Канайя С. (март 2009 г.). «Рибонуклеаза H: молекулярное разнообразие, домены связывания субстрата и каталитический механизм прокариотических ферментов». Журнал ФЭБС . 276 (6): 1482–93. дои : 10.1111/j.1742-4658.2009.06907.x. PMID  19228197. S2CID  29008571.
  8. ^ ab Майорек К.А., Дунин-Горкавич С., Стешкевич К., Мушевска А., Новотны М., Гинальски К., Буйницкий Дж.М. (апрель 2014 г.). «Суперсемейство РНКазы H: новые члены, сравнительный структурный анализ и эволюционная классификация». Исследования нуклеиновых кислот . 42 (7): 4160–79. дои : 10.1093/nar/gkt1414. ПМЦ 3985635 . ПМИД  24464998. 
  9. ^ аб Райс П., Крейги Р., Дэвис Д.Р. (февраль 1996 г.). «Ретровирусные интегразы и их кузены». Современное мнение в области структурной биологии . 6 (1): 76–83. дои : 10.1016/s0959-440x(96)80098-4. ПМИД  8696976.
  10. ^ Шмитт Т.Дж., Кларк Дж.Э., Ноттс Т.А. (декабрь 2009 г.). «Термическое и механическое многосостоятельное сворачивание рибонуклеазы H». Журнал химической физики . 131 (23): 235101. Бибкод : 2009JChPh.131w5101S. дои : 10.1063/1.3270167. ПМИД  20025349.
  11. ^ ab Новотны М., Серрителли С.М., Гирландо Р., Гайдамаков С.А., Крауч Р.Дж., Ян В. (апрель 2008 г.). «Специфическое распознавание гибрида РНК/ДНК и усиление активности РНКазы H1 человека с помощью HBD». Журнал ЭМБО . 27 (7): 1172–81. дои : 10.1038/emboj.2008.44. ПМЦ 2323259 . ПМИД  18337749. 
  12. ^ Чеккони С., Шанк Э.А., Бустаманте С., Маркизи С. (сентябрь 2005 г.). «Прямое наблюдение сворачивания трех состояний одной белковой молекулы». Наука . 309 (5743): 2057–60. Бибкод : 2005Sci...309.2057C. дои : 10.1126/science.1116702. PMID  16179479. S2CID  43823877.
  13. ^ Холлиен Дж., Маркизи С. (март 1999 г.). «Термодинамическое сравнение мезофильных и термофильных рибонуклеаз H». Биохимия . 38 (12): 3831–6. дои : 10.1021/bi982684h. ПМИД  10090773.
  14. ^ Рашке Т.М., Маркизи С. (апрель 1997 г.). «Кинетический промежуточный продукт сворачивания рибонуклеазы H напоминает расплавленную кислоту глобулу и частично развернутые молекулы, обнаруженные в нативных условиях». Структурная биология природы . 4 (4): 298–304. дои : 10.1038/nsb0497-298. PMID  9095198. S2CID  33673059.
  15. ^ Шульц SJ, Шампу JJ (июнь 2008 г.). «Активность РНКазы H: структура, специфичность и функция в обратной транскрипции». Вирусные исследования . 134 (1–2): 86–103. doi : 10.1016/j.virusres.2007.12.007. ПМЦ 2464458 . ПМИД  18261820. 
  16. ^ Шампу JJ, Шульц SJ (март 2009 г.). «Рибонуклеаза H: свойства, субстратная специфичность и роль в обратной транскрипции ретровирусов». Журнал ФЭБС . 276 (6): 1506–16. дои : 10.1111/j.1742-4658.2009.06909.x. ПМЦ 2742777 . ПМИД  19228195. 
  17. ^ Аб Ян В., Ли Дж. Я., Новотны М. (апрель 2006 г.). «Создание и разрушение нуклеиновых кислот: двухионный катализ Mg2+ и субстратная специфичность». Молекулярная клетка . 22 (1): 5–13. doi : 10.1016/j.molcel.2006.03.013 . ПМИД  16600865.
  18. ^ Отани Н., Харуки М., Морикава М., Канайя С. (январь 1999 г.). «Молекулярное разнообразие РНКаз H». Журнал бионауки и биоинженерии . 88 (1): 12–9. дои : 10.1016/s1389-1723(99)80168-6. ПМИД  16232566.
  19. ^ Бубек Д., Рейнс М.А., Грэм СК, Астелл К.Р., Джонс Э.Ю., Джексон AP (май 2011 г.). «PCNA направляет активность РНКазы H типа 2 на субстраты репликации и репарации ДНК». Исследования нуклеиновых кислот . 39 (9): 3652–66. дои : 10.1093/nar/gkq980. ПМК 3089482 . ПМИД  21245041. 
  20. ^ Фигель М., Чон Х., Серрителли С.М., Цибульска М., Крауч Р.Дж., Новотны М. (март 2011 г.). «Структурная и биохимическая характеристика комплекса РНКазы H2 человека раскрывает молекулярную основу распознавания субстрата и дефектов синдрома Айкарди-Гутьера». Журнал биологической химии . 286 (12): 10540–50. дои : 10.1074/jbc.M110.181974 . ПМК 3060507 . ПМИД  21177858. 
  21. ^ Амон Дж.Д., Кошланд Д. (декабрь 2016 г.). «РНКаза H обеспечивает эффективное восстановление повреждений ДНК, вызванных R-петлей». электронная жизнь . 5 : e20533. doi : 10.7554/eLife.20533 . ПМК 5215079 . ПМИД  27938663. 
  22. ^ ab Lima WF, Мюррей HM, Damle SS, Hart CE, Hung G, De Hoyos CL и др. (июнь 2016 г.). «Жизнеспособные мыши с нокаутом РНКазы H1 показывают, что РНКаза H1 необходима для обработки R-петли, функции митохондрий и печени». Исследования нуклеиновых кислот . 44 (11): 5299–312. дои : 10.1093/nar/gkw350. ПМЦ 4914116 . ПМИД  27131367. 
  23. ^ аб Арудчандран А., Серрителли С., Наримацу С., Итая М., Шин Д.И., Симада Ю., Крауч Р.Дж. (октябрь 2000 г.). «Отсутствие рибонуклеазы H1 или H2 изменяет чувствительность Saccharomyces cerevisiae к гидроксимочевине, кофеину и этилметансульфонату: значение роли РНКазы H в репликации и восстановлении ДНК». Гены в клетки . 5 (10): 789–802. дои : 10.1046/j.1365-2443.2000.00373.x . ПМИД  11029655.
  24. ^ Серрителли С.М., Фролова Е.Г., Фэн С., Гринберг А., Лав П.Е., Крауч Р.Дж. (март 2003 г.). «Неспособность производить митохондриальную ДНК приводит к эмбриональной смертности у мышей с нулевым Rnaseh1». Молекулярная клетка . 11 (3): 807–15. дои : 10.1016/s1097-2765(03)00088-1 . ПМИД  12667461.
  25. ^ аб Рейес А., Мельчионда Л., Наска А., Каррара Ф., Ламантеа Э., Занолини А. и др. (июль 2015 г.). «Мутации RNASEH1 нарушают репликацию мтДНК и вызывают митохондриальную энцефаломиопатию у взрослых». Американский журнал генетики человека . 97 (1): 186–93. дои : 10.1016/j.ajhg.2015.05.013. ПМЦ 4572567 . ПМИД  26094573. 
  26. ^ abc Холлис Т, Шабан Н.М. (01 января 2011 г.). «Структура и функции ферментов РНКазы H». В Николсоне А.В. (ред.). Рибонуклеазы . Нуклеиновые кислоты и молекулярная биология. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 299–317. дои : 10.1007/978-3-642-21078-5_12. ISBN 978-3-642-21077-8.
  27. ^ abc Чон Х., Васильев А., ДеПамфилис М.Л., Чжао Ю., Чжан Дж., Бургерс П.М. и др. (январь 2009 г.). «Вклад двух дополнительных субъединиц, RNASEH2B и RNASEH2C, в активность и свойства комплекса РНКазы H2 человека». Исследования нуклеиновых кислот . 37 (1): 96–110. дои : 10.1093/nar/gkn913. ПМК 2615623 . ПМИД  19015152. 
  28. ^ abc Reijns MA, Jackson AP (август 2014 г.). «Рибонуклеаза H2 в здоровье и болезни». Труды Биохимического общества . 42 (4): 717–25. дои : 10.1042/BST20140079. ПМИД  25109948.
  29. ^ Вахба Л., Амон Дж.Д., Кошланд Д., Вуика-Росс М. (декабрь 2011 г.). «РНКаза H и множественные факторы биогенеза РНК взаимодействуют, предотвращая возникновение нестабильности генома гибридами РНК: ДНК». Молекулярная клетка . 44 (6): 978–88. doi :10.1016/j.molcel.2011.10.017. ПМЦ 3271842 . ПМИД  22195970. 
  30. ^ Ким Н., Хуанг С.Н., Уильямс Дж.С., Ли Ю.К., Кларк А.Б., Чо Дж.Е. и др. (июнь 2011 г.). «Мутагенный процессинг рибонуклеотидов в ДНК дрожжевой топоизомеразой I». Наука . 332 (6037): 1561–4. Бибкод : 2011Sci...332.1561K. дои : 10.1126/science.1205016. ПМК 3380281 . ПМИД  21700875. 
  31. ^ abc Отани Н., Харуки М., Морикава М., Крауч Р.Дж., Итая М., Канайя С. (январь 1999 г.). «Идентификация генов, кодирующих Mn2+-зависимую РНКазу HII и Mg2+-зависимую РНКазу HIII из Bacillus subtilis: классификация РНКаз H на три семейства». Биохимия . 38 (2): 605–18. дои : 10.1021/bi982207z. ПМИД  9888800.
  32. ^ abc Кочива Х, Томита М, Канаи А (июль 2007 г.). «Эволюция генов рибонуклеазы H у прокариот во избежание наследования избыточных генов». Эволюционная биология BMC . 7 :128. дои : 10.1186/1471-2148-7-128 . ПМК 1950709 . ПМИД  17663799. 
  33. ^ ab Алла Н.Р., Николсон А.В. (декабрь 2012 г.). «Доказательства двойной функциональной роли консервативного гистидина в гетеродуплексном расщеплении РНК·ДНК человеческой РНКазой H1». Журнал ФЭБС . 279 (24): 4492–500. дои : 10.1111/февраль 12035. ПМЦ 3515698 . ПМИД  23078533. 
  34. ^ Роста Э, Ян В, Хаммер Дж (февраль 2014 г.). «Ингибирование кальцием катализа двухметаллическими ионами рибонуклеазы H1». Журнал Американского химического общества . 136 (8): 3137–44. дои : 10.1021/ja411408x. ПМЦ 3985467 . ПМИД  24499076. 
  35. ^ аб Дюрр С., Богусевич О, Берта Д., Суардиас Р., Питер С., Джамбрина П.Г., Питер С., Шао Ю., Роста Е (16 июня 2021 г.). «Роль консервативных остатков в мотиве DEDDh: механизм переноса протона РНКазы H ВИЧ-1». АКС-катализ . 11 (13): 7915–7927. doi : 10.1021/acscatal.1c01493. S2CID  236285134.
  36. ^ Ган Дж., Шоу Дж., Тропеа Дж.Э., Во Д.С., Корт Д.Л., Джи Икс (январь 2008 г.). «Пошаговая модель процессинга двухцепочечной РНК рибонуклеазой III». Мол Микробиол . 67 (1): 143–54. дои : 10.1111/j.1365-2958.2007.06032.x . ПМИД  18047582.
  37. ^ Самара, Н.Л., Ян В. (август 2019 г.). «Торговля катионами ускоряет гидролиз РНК». Структурная и молекулярная биология природы . 25 (8): 715–721. дои : 10.1038/s41594-018-0099-4. ПМК 6110950 . ПМИД  30076410. 
  38. ^ Реус К., Майер Дж., Заутер М., Шерер Д., Мюллер-Ланцш Н., Миз Э. (март 2001 г.). «Геномная организация эндогенного ретровируса человека HERV-K (HML-2.HOM) (ERVK6) на хромосоме 7». Геномика . 72 (3): 314–20. дои : 10.1006/geno.2000.6488. ПМИД  11401447.
  39. ↑ Устьянцев К, Блинов А, Смышляев Г (14 марта 2017 г.). «Конвергенция ретротранспозонов у оомицетов и растений». Мобильная ДНК . 8 (1): 4. дои : 10.1186/s13100-017-0087-y . ПМЦ 5348765 . ПМИД  28293305. 
  40. ^ Устьянцев К, Новикова О, Блинов А, Смышляев Г (май 2015 г.). «Конвергентная эволюция рибонуклеазы h в ретротранспозонах LTR и ретровирусах». Молекулярная биология и эволюция . 32 (5): 1197–207. doi : 10.1093/molbev/msv008. ПМК 4408406 . ПМИД  25605791. 
  41. ^ Малик HS (2005). «Эволюция рибонуклеазы H в ретромобильных элементах». Цитогенетические и геномные исследования . 110 (1–4): 392–401. дои : 10.1159/000084971. PMID  16093691. S2CID  7481781.
  42. ^ Фигель М., Чон Х., Серрителли С.М., Цибульска М., Крауч Р.Дж., Новотны М. (март 2011 г.). «Структурная и биохимическая характеристика комплекса РНКазы H2 человека раскрывает молекулярную основу распознавания субстрата и дефектов синдрома Айкарди-Гутьера». Журнал биологической химии . 286 (12): 10540–50. дои : 10.1074/jbc.M110.181974 . ПМК 3060507 . ПМИД  21177858. 
  43. ^ Орчези С., Ла Пиана Р., Фацци Э. (2009). «Синдром Айкарди-Гутьера». Британский медицинский бюллетень . 89 : 183–201. дои : 10.1093/bmb/ldn049 . ПМИД  19129251.
  44. ^ ab Crow YJ, Манель Н. (июль 2015 г.). «Синдром Айкарди-Гутьера и интерферонопатии I типа». Обзоры природы. Иммунология . 15 (7): 429–40. дои : 10.1038/nri3850. PMID  26052098. S2CID  34259643.
  45. ^ Кроу Ю.Дж., Чейз Д.С., Ловенштейн Шмидт Дж., Шинкевич М., Форте Г.М., Горналл Х.Л. и др. (февраль 2015 г.). «Характеристика фенотипов заболеваний человека, связанных с мутациями TREX1, RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C, SAMHD1, ADAR и IFIH1». Американский журнал медицинской генетики. Часть А. 167А (2): 296–312. doi : 10.1002/ajmg.a.36887. ПМЦ 4382202 . ПМИД  25604658. 
  46. ^ Райс Дж., Патрик Т., Пармар Р., Тейлор К.Ф., Эби А., Айкарди Дж. и др. (октябрь 2007 г.). «Клинический и молекулярный фенотип синдрома Айкарди-Гутьера». Американский журнал генетики человека . 81 (4): 713–25. дои : 10.1086/521373. ПМК 2227922 . ПМИД  17846997. 
  47. ^ Сарафианос С.Г., Дас К., Тантилло С., Кларк А.Д., Дин Дж., Уиткомб Дж.М. и др. (март 2001 г.). «Кристаллическая структура обратной транскриптазы ВИЧ-1 в комплексе с РНК:ДНК полипуринового тракта». Журнал ЭМБО . 20 (6): 1449–61. дои : 10.1093/emboj/20.6.1449. ПМЦ 145536 . ПМИД  11250910. 
  48. ^ Сигер С., Мейсон В.С. (май 2015 г.). «Молекулярная биология инфекции вирусом гепатита В». Вирусология . 479–480: 672–86. doi :10.1016/j.virol.2015.02.031. ПМК 4424072 . ПМИД  25759099. 
  49. ^ Моеллинг К., Брокер Ф., Керриган Дж.Э. (1 января 2014 г.). «РНКаза H: специфичность, механизмы действия и противовирусная мишень». В Виченци Э., Поли Дж. (ред.). Ретровирусы человека . Методы молекулярной биологии. Том. 1087. Хумана Пресс. стр. 71–84. дои : 10.1007/978-1-62703-670-2_7. ISBN 978-1-62703-669-6. ПМИД  24158815.
  50. ^ Мизуно М, Ясукава К, Иноуе К (февраль 2010 г.). «Понимание механизма стабилизации обратной транскриптазы вируса мышиного лейкоза Молони путем устранения активности РНКазы H». Бионауки, биотехнологии и биохимия . 74 (2): 440–2. дои : 10.1271/bbb.90777. PMID  20139597. S2CID  28110533.
  51. ^ Коте ML, Рот MJ (июнь 2008 г.). «Обратная транскриптаза вируса мышиного лейкоза: структурное сравнение с обратной транскриптазой ВИЧ-1». Вирусные исследования . 134 (1–2): 186–202. doi : 10.1016/j.virusres.2008.01.001. ПМЦ 2443788 . ПМИД  18294720. 
  52. ^ аб Новотны М, Фигель М (01 января 2013 г.). «Домен РНКазы H: структура, функция и механизм». В LeGrice S, Gotte M (ред.). Обратная транскриптаза вируса иммунодефицита человека . Спрингер Нью-Йорк. стр. 53–75. дои : 10.1007/978-1-4614-7291-9_3. ISBN 978-1-4614-7290-2.
  53. ^ ab Beilhartz GL, Götte M (апрель 2010 г.). «Рибонуклеаза H ВИЧ-1: структура, каталитический механизм и ингибиторы». Вирусы . 2 (4): 900–26. дои : 10.3390/v2040900 . ПМК 3185654 . ПМИД  21994660. 
  54. ^ Кларманн Г.Дж., Хокинс М.Е., Ле Грайс С.Ф. (2002). «Раскрытие сложностей ретровирусной рибонуклеазы H раскрывает ее потенциал как терапевтической мишени». Обзоры по СПИДу . 4 (4): 183–94. ПМИД  12555693.
  55. ^ Трамонтано Э, Ди Санто Р (2010). «Ингибиторы функции РНКазы H, ассоциированные с RT ВИЧ-1: последние достижения в разработке лекарств». Современная медицинская химия . 17 (26): 2837–53. дои : 10.2174/092986710792065045. ПМИД  20858167.
  56. ↑ Цао Л, Сун В, Де Клерк Э, Чжан П, Лю Икс (июнь 2014 г.). «Последние успехи в исследовании низкомолекулярных ингибиторов РНКазы H ВИЧ-1». Современная медицинская химия . 21 (17): 1956–67. дои : 10.2174/0929867321666140120121158. ПМИД  24438523.
  57. ^ Ма Б.Г., Чен Л., Цзи Х.Ф., Чен Чж., Ян Ф.Р., Ван Л. и др. (февраль 2008 г.). «Характеристики очень древних белков». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 366 (3): 607–11. дои : 10.1016/j.bbrc.2007.12.014. ПМИД  18073136.
  58. ^ Бриндефальк Б., Дессайи Б.Х., Йейтс С., Оренго С., Вернер Ф., Пул AM ​​(март 2013 г.). «Эволюционная история суперсемейства TBP-доменов». Исследования нуклеиновых кислот . 41 (5): 2832–45. дои : 10.1093/nar/gkt045. ПМЦ 3597702 . ПМИД  23376926. 
  59. ^ abc Николс Н.М., Юэ Д. (01.01.2001). Рибонуклеазы . Том. Глава 3. John Wiley & Sons, Inc., стр. Раздел 3.13. дои : 10.1002/0471142727.mb0313s84. ISBN 978-0-471-14272-0. PMID  18972385. S2CID  221604377. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  60. ^ Лоо Дж.Ф., Ван СС, Пэн Ф., Хэ Дж.А., Хэ Л., Го Ю.К. и др. (июль 2015 г.). «Платформа SPR без ПЦР, использующая РНКазу H для обнаружения микроРНК 29a-3p в мазках из горла людей с инфекцией вируса гриппа A H1N1». Аналитик . 140 (13): 4566–75. Бибкод : 2015Ана...140.4566L. дои : 10.1039/C5AN00679A. PMID  26000345. S2CID  28974459.
  61. ^ Гудрич Т.Т., Ли Х.Дж., Корн Р.М. (апрель 2004 г.). «Прямое обнаружение геномной ДНК с помощью измерений SPR-визуализации с помощью ферментативной амплификации микрочипов РНК». Журнал Американского химического общества . 126 (13): 4086–7. CiteSeerX 10.1.1.475.1922 . дои : 10.1021/ja039823p. ПМИД  15053580. 
  62. ^ Добоси-младший, Роуз С.Д., Бельц К.Р., Рупп С.М., Пауэрс К.М., Белке М.А., Уолдер Дж.А. (август 2011 г.). «РНКаза H-зависимая ПЦР (рчПЦР): улучшенная специфичность и обнаружение полиморфизма отдельных нуклеотидов с использованием блокированных расщепляемых праймеров». БМК Биотехнология . 11:80 . дои : 10.1186/1472-6750-11-80 . ПМЦ 3224242 . ПМИД  21831278. 
  63. ^ Штейн Х., Хаузен П. (октябрь 1969 г.). «Фермент из тимуса теленка, разрушающий фрагмент РНК гибридов ДНК-РНК: влияние на ДНК-зависимую РНК-полимеразу». Наука . 166 (3903): 393–5. Бибкод : 1969Sci...166..393S. дои : 10.1126/science.166.3903.393. PMID  5812039. S2CID  43683241.
  64. ^ Хаузен П., Штайн Х. (июнь 1970 г.). «Рибонуклеаза H. Фермент, разрушающий фрагмент РНК гибридов ДНК-РНК». Европейский журнал биохимии . 14 (2): 278–83. дои : 10.1111/j.1432-1033.1970.tb00287.x . ПМИД  5506170.
  65. ^ Миллер Х.И., Риггс А.Д., Гилл Г.Н. (апрель 1973 г.). «Рибонуклеаза H (гибрид) в Escherichia coli. Идентификация и характеристика». Журнал биологической химии . 248 (7): 2621–4. дои : 10.1016/S0021-9258(19)44152-5 . ПМИД  4572736.
  66. ^ Мёллинг К., Болоньези Д.П., Бауэр Х., Бюзен В., Плассманн Х.В., Хаузен П. (декабрь 1971 г.). «Ассоциация вирусной обратной транскриптазы с ферментом, разрушающим фрагмент РНК гибридов РНК-ДНК». Природа . 234 (51): 240–3. дои : 10.1038/newbio234240a0. ПМИД  4331605.
  67. ^ Грандженетт Д.П., Джерард Г.Ф., Грин М. (декабрь 1972 г.). «Рибонуклеаза H: повсеместная активность в вирионах опухолевых вирусов с рибонуклеиновой кислотой». Журнал вирусологии . 10 (6): 1136–42. дои : 10.1128/jvi.10.6.1136-1142.1972. ПМК 356594 . ПМИД  4118867. 
  68. ^ Бюзен В., Хаузен П. (март 1975 г.). «Отличительная активность рибонуклеазы H в тимусе теленка». Европейский журнал биохимии . 52 (1): 179–90. дои : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb03985.x . ПМИД  51794.
  69. ^ Канайя С., Крауч Р.Дж. (январь 1983 г.). «Последовательность ДНК гена, кодирующего рибонуклеазу H Escherichia coli». Журнал биологической химии . 258 (2): 1276–81. дои : 10.1016/S0021-9258(18)33189-2 . ПМИД  6296074.
  70. ^ Итая М (ноябрь 1990 г.). «Выделение и характеристика второй РНКазы H (РНКазы HII) Escherichia coli K-12, кодируемой геном rnhB». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 87 (21): 8587–91. Бибкод : 1990PNAS...87.8587I. дои : 10.1073/pnas.87.21.8587 . ПМК 55002 . ПМИД  2172991. 
  71. ^ Крауч Р.Дж., Арудчандран А., Серрителли С.М. (1 января 2001 г.). «РНКаза H1 Saccharomyces cerevisiae: методы и номенклатура». Рибонуклеазы – Часть А. Методы энзимологии. Том. 341. С. 395–413. дои : 10.1016/s0076-6879(01)41166-9. ISBN 978-0-12-182242-2. ПМИД  11582793.
  72. ^ Франк П., Браунсхофер-Райтер С., Винтерсбергер Ю., Гримм Р., Бюзен В. (октябрь 1998 г.). «Клонирование кДНК, кодирующей большую субъединицу человеческой РНКазы HI, гомолога прокариотической РНКазы HII». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (22): 12872–7. Бибкод : 1998PNAS...9512872F. дои : 10.1073/pnas.95.22.12872 . ПМК 23637 . ПМИД  9789007. 
  73. ^ Франк П., Браунсхофер-Рейтер С., Винтерсбергер Ю. (январь 1998 г.). «Дрожжевая РНКаза H(35) является аналогом РНКазы HI млекопитающих и эволюционно связана с прокариотической РНКазой HII». Письма ФЭБС . 421 (1): 23–6. дои : 10.1016/s0014-5793(97)01528-7. ПМИД  9462832.
  74. ^ Чон Х.С., Баклунд П.С., Чен Х.К., Караванов А.А., Крауч Р.Дж. (01 января 2004 г.). «РНКаза H2 Saccharomyces cerevisiae представляет собой комплекс из трех белков». Исследования нуклеиновых кислот . 32 (2): 407–14. дои : 10.1093/nar/gkh209. ПМЦ 373335 . ПМИД  14734815. 

Внешние ссылки