Ингибитор рибонуклеазы (RI) представляет собой большой (~450 остатков, ~49 кДа), кислый (pI ~4,7), богатый лейцином повторяющийся белок , образующий чрезвычайно плотные комплексы с некоторыми рибонуклеазами . Это основной клеточный белок, составляющий ~0,1% всех клеточных белков по массе, и, по-видимому, играет важную роль в регуляции времени жизни РНК . [2]
RI имеет удивительно высокое содержание цистеина (~6,5% по сравнению с 1,7% в типичных белках) и чувствителен к окислению. RI также богат лейцином (21,5% по сравнению с 9% в типичных белках) и соразмерно меньше других гидрофобных остатков, особенно. валин , изолейцин , метионин , тирозин и фенилаланин .
Состав
Ингибитор рибонуклеазы свиньи, вид сбоку; [1] лента окрашена от синего ( N-конец ) до красного ( С-конец ).
RI представляет собой классический богатый лейцином повторяющийся белок, состоящий из чередующихся α-спиралей и β-цепей вдоль его основной цепи. Эти элементы вторичной структуры заключены в изогнутый правосторонний соленоид, напоминающий подкову . Параллельные β-нити и α-спирали образуют внутреннюю и внешнюю стенки подковы соответственно. Структура, по-видимому, стабилизируется за счет скрытых аспарагинов в основании каждого витка при переходе от α-спирали к β-цепи. Повторы αβ чередуются с длиной от 28 до 29 остатков, эффективно образуя единицу из 57 остатков, которая соответствует его генетической структуре (каждый экзон кодирует единицу из 57 остатков).
Связывание с рибонуклеазами
Рибонуклеаза I (желтый) и комплекс ингибиторов (розовые спирали) гетеротетрамер, Человек.
Сродство RI к рибонуклеазам является одним из самых высоких для любого белок-белкового взаимодействия ; Константа диссоциации комплекса RI- РНКаза А в физиологических условиях находится в фемтомолярном (фМ) диапазоне. Несмотря на такое высокое сродство, RI способен связывать широкий спектр РНКаз А, несмотря на их относительно низкую идентичность последовательностей . Как биохимические исследования, так и кристаллографические структуры комплексов RI-РНКаза А позволяют предположить, что взаимодействие в основном определяется электростатическими взаимодействиями, но также включает значительную скрытую площадь поверхности . [3] [4] Сродство RI к рибонуклеазам важно, поскольку многие рибонуклеазы обладают цитотоксическими и цитостатическими эффектами, которые хорошо коррелируют со способностью связывать RI. [5]
RI млекопитающих не способны связывать некоторых членов семейства панкреатических рибонуклеаз других видов. В частности, РНКазы амфибий , такие как ранпирназа и амфиназа северной леопардовой лягушки , избегают RI млекопитающих и, как было отмечено, обладают дифференциальной цитотоксичностью в отношении раковых клеток. [6]
^ аб PDB : 2BNH ; Кобе Б., Дайзенхофер Дж (1993). «Кристаллическая структура ингибитора рибонуклеазы свиньи, белка с повторами, богатыми лейцином». Природа . 366 (6457): 751–6. Бибкод : 1993Natur.366..751K. дои : 10.1038/366751a0. PMID 8264799. S2CID 34579479.
^ Шапиро Р. (2001). «Ингибитор цитоплазматической рибонуклеазы». Рибонуклеазы – Часть А. Методы энзимологии. Том. 341. стр. 611–28. дои : 10.1016/S0076-6879(01)41180-3. ISBN9780121822422. ПМИД 11582809.
^ Ли Ф.С., Шапиро Р., Валле Б.Л. (январь 1989 г.). «Сильное ингибирование ангиогенина и рибонуклеазы А ингибитором плацентарной рибонуклеазы». Биохимия . 28 (1): 225–30. дои : 10.1021/bi00427a031. ПМИД 2706246.
^ Папагеоргиу AC, Шапиро Р., Ачарья К.Р. (сентябрь 1997 г.). «Молекулярное распознавание ангиогенина человека ингибитором плацентарной рибонуклеазы - рентгеновское кристаллографическое исследование при разрешении 2,0 А». Журнал ЭМБО . 16 (17): 5162–77. дои : 10.1093/emboj/16.17.5162. ПМК 1170149 . ПМИД 9311977.
^ Макаров А.А., Ильинская ОН (апрель 2003 г.). «Цитотоксические рибонуклеазы: молекулярное оружие и его мишени». Письма ФЭБС . 540 (1–3): 15–20. Бибкод : 2003FEBSL.540...15M. дои : 10.1016/s0014-5793(03)00225-4 . PMID 12681476. S2CID 30324366.
^ Ардельт В., Шоген К., Дажинкевич З. (июнь 2008 г.). «Онконаза и амфиназа, противоопухолевые рибонуклеазы из ооцитов Rana pipiens». Современная фармацевтическая биотехнология . 9 (3): 215–25. дои : 10.2174/138920108784567245. ПМК 2586917 . ПМИД 18673287.
дальнейшее чтение
Кобе Б., Дайзенхофер Дж (март 1995 г.). «Структурная основа взаимодействия между богатыми лейцином повторами и белковыми лигандами». Природа . 374 (6518): 183–6. Бибкод : 1995Natur.374..183K. дои : 10.1038/374183a0. PMID 7877692. S2CID 4364436.
Кобе Б., Дайзенхофер Дж (декабрь 1996 г.). «Механизм ингибирования рибонуклеазы белком-ингибитором рибонуклеазы, основанный на кристаллической структуре его комплекса с рибонуклеазой А». Журнал молекулярной биологии . 264 (5): 1028–43. дои : 10.1006/jmbi.1996.0694. ПМИД 9000628.
Папагеоргиу А.С., Шапиро Р., Ачарья К.Р. (сентябрь 1997 г.). «Молекулярное распознавание ангиогенина человека ингибитором плацентарной рибонуклеазы - рентгеновское кристаллографическое исследование при разрешении 2,0 А». Журнал ЭМБО . 16 (17): 5162–77. дои : 10.1093/emboj/16.17.5162. ПМК 1170149 . ПМИД 9311977.
Сузуки М., Саксена С.К., Бойкс Э., Прилл Р.Дж., Васандани В.М., Ладнер Дж.Э., Сунг С., Юл Р.Дж. (март 1999 г.). «Инженерия рецептор-опосредованной цитотоксичности рибонуклеаз человека путем стерической блокады взаимодействия ингибиторов». Природная биотехнология . 17 (3): 265–70. дои : 10.1038/7010. PMID 10096294. S2CID 23140257.
Шапиро Р., Руис-Гутьеррес М., Чен Ч.З. (сентябрь 2000 г.). «Анализ взаимодействий ингибитора рибонуклеазы человека с ангиогенином и рибонуклеазой А путем мутагенеза: важность остатков ингибитора внутри и снаружи С-концевой «горячей точки»". Журнал молекулярной биологии . 302 (2): 497–519. doi : 10.1006/jmbi.2000.4075. PMID 10970748.
Бретшер Л.Е., Абель Р.Л., Рейнс Р.Т. (апрель 2000 г.). «Вариант рибонуклеазы А с низкой каталитической активностью, но высокой цитотоксичностью». Журнал биологической химии . 275 (14): 9893–6. дои : 10.1074/jbc.275.14.9893 . ПМИД 10744660.
Яковлев Г.И., Миткевич В.А., Макаров А.А. (2006). «Ингибиторы рибонуклеазы». Молекулярная биология . 40 (6): 867–874. дои : 10.1134/S0026893306060045. S2CID 31887913.
