Нуклеопротеин - Nucleoprotein
Нуклеопротеины - это любые белки , которые структурно связаны с нуклеиновыми кислотами , ДНК или РНК . Типичные нуклеопротеины включают рибосомы , нуклеосомы и вирусные нуклеокапсидные белки.
Структуры
Нуклеопротеины имеют тенденцию быть положительно заряженными, что способствует взаимодействию с отрицательно заряженными цепями нуклеиновых кислот. Эти третичные структуры и биологические функции многих нуклеопротеидов поняты. Важные методы определения структуры нуклеопротеидов включают дифракцию рентгеновских лучей , ядерный магнитный резонанс и криоэлектронную микроскопию .
Вирусы
Геномы вирусов ( ДНК или РНК ) чрезвычайно плотно упакованы в вирусный капсид . Таким образом, многие вирусы представляют собой не что иное, как организованный набор нуклеопротеинов, сайты связывания которых направлены внутрь. Структурно охарактеризованные вирусные нуклеопротеины включают грипп , бешенство , Эбола , Буньямвера , Шмалленберг , Хазара , Крымско-Конго геморрагическая лихорадка и Ласса .
Дезоксирибонуклеопротеины
Дезоксирибонуклеопротеин (ДНП) представляет собой комплекс ДНК и белка. Прототипными примерами являются нуклеосомы , комплексы, в которых геномная ДНК обернута вокруг кластеров из восьми гистоновых белков в ядрах эукариотических клеток с образованием хроматина . Протамины заменяют гистоны во время сперматогенеза.
Функции
Наиболее распространенными дезоксирибонуклеопротеинами являются нуклеосомы , компонентом которых является ядерная ДНК . Белки в сочетании с ДНК представляют собой гистоны и протамины ; полученные нуклеопротеины располагаются в хромосомах . Таким образом, вся хромосома , то есть хроматин у эукариот, состоит из таких нуклеопротеидов.
В эукариотических клетках ДНК связана примерно с равной массой гистоновых белков в высококонденсированном нуклеопротеидном комплексе, называемом хроматином . Дезоксирибонуклеопротеины в этом виде комплекса взаимодействуют с образованием мультибелкового регуляторного комплекса, в котором промежуточная ДНК является петлевой или намотанной. Дезоксирибонуклеопротеины участвуют в регуляции репликации и транскрипции ДНК.
Дезоксирибонуклеопротеины также участвуют в гомологичной рекомбинации , процессе восстановления ДНК, который, по-видимому, является почти универсальным. Центральным промежуточным этапом в этом процессе является взаимодействие нескольких копий белка рекомбиназы с одноцепочечной ДНК с образованием нити DNP. Рекомбиназы, используемые в этом процессе, продуцируются археями (рекомбиназа RadA), бактериями (рекомбиназа RecA) и эукариотами от дрожжей до человека ( рекомбиназы Rad51 и Dmc1 ).
Рибонуклеопротеины
Рибонуклеопротеиновый (РНП) представляет собой комплекс рибонуклеиновой кислоты и РНК-связывающий белок . Эти комплексы играют неотъемлемую роль в ряде важных биологических функций, которые включают транскрипцию, трансляцию и регуляцию экспрессии генов, а также регуляцию метаболизма РНК. Несколько примеров РНП включают рибосому , фермент теломеразу , сводные рибонуклеопротеины , РНКазу P , hnRNP и малые ядерные РНП ( snRNP ), которые участвуют в сплайсинге пре-мРНК ( сплайсосома ) и являются одними из основных компонентов ядрышка . Некоторые вирусы представляют собой простые рибонуклеопротеины, содержащие только одну молекулу РНК и несколько идентичных белковых молекул. Другие представляют собой комплексы рибонуклеопротеидов или дезоксирибонуклеопротеидов, содержащие ряд различных белков и, в исключительном случае, большее количество молекул нуклеиновых кислот. В настоящее время в RCSB Protein Data Bank (PDB) можно найти более 2000 RNP. Кроме того, База данных интерфейсов белок-РНК (PRIDB) содержит набор информации об интерфейсах РНК-белок, основанный на данных, взятых из PDB. Некоторые общие черты интерфейсов белок-РНК были выведены на основе известных структур. Например, РНП в мяРНП имеет РНК-связывающий мотив в своем РНК-связывающем белке. Остатки ароматических аминокислот в этом мотиве приводят к стэкинг-взаимодействиям с РНК. Остатки лизина в спиральной части РНК-связывающих белков помогают стабилизировать взаимодействия с нуклеиновыми кислотами. Это связывание нуклеиновой кислоты усиливается электростатическим притяжением между положительными боковыми цепями лизина и отрицательными фосфатными цепями нуклеиновой кислоты . Кроме того, можно смоделировать RNP с помощью вычислений. Хотя вычислительные методы определения структур RNP менее точны, чем экспериментальные методы, они обеспечивают грубую модель структуры, которая позволяет предсказывать идентичность важных аминокислот и нуклеотидных остатков. Такая информация помогает понять общую функцию RNP.
«РНП» также может относиться к частицам рибонуклеопротеина . Частицы рибонуклеопротеина представляют собой отдельные внутриклеточные очаги посттранскрипционной регуляции . Эти частицы играют важную роль в вирусе гриппа А репликации . Геном вируса гриппа состоит из восьми рибонуклеопротеиновых частиц, образованных комплексом негативно-смысловой РНК, связанной с вирусным нуклеопротеином. Каждый РНП несет в себе комплекс РНК-полимеразы . Когда нуклеопротеин связывается с вирусной РНК , он может обнажить нуклеотидные основания, которые позволяют вирусной полимеразе транскрибировать РНК. На этом этапе, как только вирус попадает в клетку-хозяин, он будет подготовлен к началу процесса репликации.
Антитела против РНП
Антитела против РНП представляют собой аутоантитела, ассоциированные со смешанным заболеванием соединительной ткани, и также выявляются почти у 40% пациентов с красной волчанкой . Два типа антител против РНП тесно связаны с синдромом Шегрена : SS-A (Ro) и SS-B (La). Аутоантитела против snRNP называются антителами Anti-Smith и специфичны для SLE. Наличие значительного уровня анти-U1-RNP также служит возможным индикатором MCTD при обнаружении в сочетании с несколькими другими факторами.
Функции
Рибонуклеопротеины играют роль защиты. мРНК никогда не встречаются в клетке в виде свободных молекул РНК. Они всегда связаны с рибонуклеопротеинами и функционируют как комплексы рибонуклеопротеидов.
Точно так же геномы вирусов с отрицательной цепью РНК никогда не существуют в виде свободной молекулы РНК. Рибонуклеопротеины защищают свои геномы от РНКазы . Нуклеопротеины часто являются основными антигенами вирусов, поскольку они имеют специфичные для штамма и групп-специфичные антигенные детерминанты .