Рибонуклеаза III (РНКаза III или РНКаза C) [1] (BRENDA 3.1.26.3) — это тип рибонуклеазы , которая распознает двухцепочечную РНК и расщепляет ее в определенных целевых местах, чтобы преобразовать их в зрелые РНК. [2] Эти ферменты представляют собой группу эндорибонуклеаз , которые характеризуются своим доменом рибонуклеазы, который обозначен как домен РНКазы III. [3] Они являются повсеместными соединениями в клетке и играют важную роль в таких путях, как синтез предшественников РНК , подавление РНК и механизм ауторегуляции pnp . [4] [5]
Типы РНКазы III
Суперсемейство РНКазы III делится на четыре известных класса: 1, 2, 3 и 4. Каждый класс определяется своей доменной структурой. [6]
Класс 1 РНКаза III
Ферменты класса 1 РНКазы III имеют гомодимерную структуру, функция которой заключается в расщеплении dsRNA на несколько субъединиц. Это Mg2 + -зависимая эндонуклеаза, которая в основном встречается в бактериях и бактериофагах . Класс 1 РНКазы III был обнаружен в грибах Glomeromycotan , что, как предполагалось, является результатом горизонтального переноса генов от цианобактерий . [7] Среди РНКаз III в этом классе есть rnc из E. coli . Как правило, ферменты класса I обладают одним доменом РНКазы III (RIIID), за которым следует домен связывания dsRNA (dsRBD). [6] Они обрабатывают предшественников рибосомальной РНК (рРНК), малой ядерной РНК (мяРНК) и малой ядрышковой РНК (мякРНК). Основная функция расщепления dsRNA РНКазы III класса 1 сохраняется у большинства организмов, в которых она присутствует. Однако у ряда видов эта функция изменилась и приобрела другие или дополнительные биологические роли. [8]
Rnc (UniProtKB P0A7Y0) - E.Coli - эта РНКаза III участвует в обработке вирусных транскриптов и некоторых мРНК посредством расщепления множественных областей на дцРНК. На это расщепление может влиять присутствие рибосомного белка . [9]
Вариации класса 1 РНКазы III, называемые Mini-III, являются гомодимерными ферментами и состоят исключительно из доменов РНКазы III. [10]
Класс 2 РНКаза III
Рибонуклеаза III класса 2 (Rnt1p) из Saccharomyces cerevisiae в комплексе с двухцепочечной РНК
Класс II определяется наличием N-концевого домена (NTD), RIIID и dsRBD. Класс II обнаружен у некоторых видов грибов. [6] Они перерабатывают предшественников рРНК, мяРНК и мяРНК.
Дрожжевые нуклеазы с доменом РНКазы III класса 2 : [11]
RNT1 (UniProtKB Q02555) - S. cerevisiae - эта РНКаза III участвует в транскрипции и обработке рДНК, формировании 3'-конца U2 мяРНК посредством расщепления терминальной петли, реакции на стресс и деградации клеточной стенки, а также в регуляции генов контрольных точек морфогенеза. [12]
Pac1 (UniProtKB P22192) - S. pombe - эта РНКаза III расположена на хромосоме II генома дрожжей и при чрезмерной экспрессии напрямую связана с бесплодием, отсутствием эффективности спаривания, аномальным митотическим циклом клеток и подавлением мутаций в организме. [13]
Класс 3 РНКаза III
Кристаллическая структура фермента рибонуклеазы человека Дроша в комплексе с двумя С-концевыми спиралями белка DGCR8.
Класс 3 РНКаз III включает семейство ферментов Drosha , которые, как известно, участвуют в созревании предшественников микроРНК (miRNA) . [14]
Класс 4 РНКаза III
Класс 4 РНКазы III включает семейство ферментов Dicer , известных своей функцией в РНК-интерференции (РНКi). [15] Класс 4 III РНКазы являются компонентами S-РНКазы. Это компонент системы самонесовместимости у Rosaceae, Solanaceae и Plantaginaceae. Они задействованы для преодоления различных сценариев экологического стресса. [16]
Ферменты Dicer обрабатывают субстраты dsRNA в небольшие фрагменты РНК индивидуального размера длиной от 21 до 27 нуклеотидов. [17] Dicer имеет N-концевой домен геликазы/АТФазы, за которым следует другой домен неизвестной функции. Он также включает в себя центрально расположенный домен PAZ и C-концевую конфигурацию, которая включает один dsRBD и два каталитических домена RNase III. [18] Взаимодействие Dicer происходит с другими белками, включая TRBP, PACT и Ago2. [19] РНК, которые продуцируются Dicer, действуют как направляющие для последовательности определенного подавления родственных генов через РНКi и связанные пути. [17]
^ Филиппов, Валерий; Соловьев, Виктор; Филиппова, Мария; Гилл, Сарджит С. (7 марта 2000 г.). «Новый тип белков семейства РНКазы III у эукариот». Gene . 245 (1): 213–221. doi :10.1016/S0378-1119(99)00571-5. PMID 10713462.
^ Zamore, Phillip D. (декабрь 2001 г.). «Тридцать три года спустя, взгляд на активный сайт рибонуклеазы III». Molecular Cell . 8 (6): 1158–1160. doi : 10.1016/S1097-2765(01)00418-X . PMID 11885596.
^ Конрад, Кристиан; Раухут, Рейнхард (февраль 2002 г.). «Рибонуклеаза III: новый смысл от неприятности». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 34 (2): 116–129. doi :10.1016/S1357-2725(01)00112-1. PMID 11809414.
^ Инада, Т.; Накамура, И. (1995). «Летальна активность двухцепочечной РНК-процессинга рибонуклеазы III в отсутствие белка SuhB Escherichia coli». Biochimie . 77 (4): 294–302. doi :10.1016/0300-9084(96)88139-9. PMID 8589060.
^ Парк, Хонгмарн; Яхнин, Хелен; Коннолли, Майкл; Ромео, Тони; Бабицке, Пол; Гурс, Р. Л. (15 декабря 2015 г.). «CsrA участвует в механизме ауторегуляции PNPase, селективно подавляя трансляцию транскриптов, которые ранее были обработаны РНКазой III и PNPase». Журнал бактериологии . 197 (24): 3751–3759. doi :10.1128/JB.00721-15. PMC 4652041. PMID 26438818 .
^ abc Liang YH, Lavoie M, Comeau MA, Elela SA, Ji X. Структура комплекса эукариотической РНКазы III после расщепления выявляет механизм двойной линейки для выбора субстрата. Молекулярная клетка. 2014;54(3):431-444. doi:10.1016/j.molcel.2014.03.006.
^ Сун-Джей Ли, Мэнсюань Конг, Пол Харрисон, Мохамед Хиджри; Консервативные белки системы РНК-интерференции в грибе арбускулярной микоризы Rhizoglomus irregulare дают новое представление об эволюционной истории Glomeromycota, Геномная биология и эволюция, evy002, https://doi.org/10.1093/gbe/evy002
^ Kreuze, Jan F.; Savenkov, Eugene I.; Cuellar, Wilmer; Li, Xiangdong; Valkonen, Jari PT (1 июня 2005 г.). «Вирусная РНКаза III класса 1, участвующая в подавлении подавления РНК». Journal of Virology . 79 (11): 7227–7238. doi :10.1128/JVI.79.11.7227-7238.2005. ISSN 0022-538X. PMC 1112141 . PMID 15890961.
^ "rnc - Рибонуклеаза 3 - Escherichia coli (штамм K12) - ген и белок rnc". www.uniprot.org . Консорциум UniProt . Получено 5 ноября 2016 г. .
^ "Обзор RNT1/YMR239C". www.yeastgenome.org . Стэнфордский университет . Получено 5 ноября 2016 г. .
^ "pac1 (SPBC119.11c)". www.pombase.org . EMBL-EBI . Получено 5 ноября 2016 г. .
^ Филиппов В, Соловьев В, Филиппова М, Гилл СС (март 2000). "Новый тип белков семейства РНКазы III у эукариот". Gene . 245 (1): 213–221. doi :10.1016/S0378-1119(99)00571-5. PMID 10713462.
^ Bernstein E , Caudy AA, Hammond SM, Hannon GJ (2001). «Роль бидентатной рибонуклеазы на этапе инициации РНК-интерференции». Nature . 409 (6818): 363–6. Bibcode : 2001Natur.409..363B. doi : 10.1038/35053110. PMID 11201747. S2CID 4371481.
^ Рохас, Эрнан; Флойд, Брайс; Моррис, Стефани К.; Бассам, Диана ; Макинтош, Густаво К.; Голдрай, Ариэль (1 июля 2015 г.). «NnSR1, не-S-РНКаза III класса, специфически индуцируемая в Nicotiana alata при дефиците фосфата, локализуется в компартментах эндоплазматического ретикулума». Plant Science . 236 : 250–259. Bibcode :2015PlnSc.236..250R. doi :10.1016/j.plantsci.2015.04.012. hdl : 11336/42800 . PMID 26025538.
^ ab MacRae, Ian J; Doudna, Jennifer A (февраль 2007 г.). «Возвращение к рибонуклеазе: структурные идеи о ферментах семейства рибонуклеазы III». Current Opinion in Structural Biology . 17 (1): 138–145. doi :10.1016/j.sbi.2006.12.002. PMID 17194582.
^ Редко, Юлия; Беххофер, Дэвид Х.; Кондон, Сиаран (июнь 2008 г.). «Mini-III, необычный член семейства ферментов RNase III, катализирует созревание рибосомальной РНК 23S в B. subtilis». Молекулярная микробиология . 68 (5): 1096–1106. doi : 10.1111/j.1365-2958.2008.06207.x . PMID 18363798.
^ Николсон, Аллен В. (январь 2014 г.). «Механизмы расщепления двухцепочечной РНК рибонуклеазой III». Wiley Interdisciplinary Reviews: РНК . 5 (1): 31–48. doi :10.1002/wrna.1195. PMC 3867540. PMID 24124076 .
^ "Тканевая экспрессия DICER1 - Резюме". www.proteinatlas.org . Атлас белков человека . Получено 5 ноября 2016 г. .
^ "Тканевая экспрессия DROSHA - Резюме". www.proteinatlas.org . Атлас белков человека . Получено 5 ноября 2016 г. .
В статье использован текст из общедоступных источников Pfam и InterPro : IPR000999
