Novica

Encimi, odgovorni za procesiranje nukleinskih kislin, uporabljajo motiv z dvema Mg2+ ionoma za katalizo tvorbe in cepitve fosfodiesterskih vezi. Kljub temu nedavni dokazi nakazujejo na prisotnost prostorsko ohranjenih dodatnih kationov v bližini katalitičnega mesta proteinskih in od RNA odvisnih encimov. Kompleks za procesiranje mitohondrijske RNA (RNase MRP), ki cepi prekurzorsko ribosomsko RNA (rRNA) na mestu cepitve A3 za proizvodnjo zrelega 5'-konca 5.8S rRNA, ima v katalitičnem mestu poleg ionov, ki tvorijo kanonični katalitični motiv tudi dodaten netipično pozicioniran Mg2+ ion.

Z uporabo kvantno klasičnih simulacij molekulske dinamike smo pojasnili, da tretji Mg2+ ion pravzaprav zavira katalitični proces, medtem ko njegova nadomestitev z enovalentnim K+ ionom v bližini katalitičnega mesta spodbudi cepitev fosfodiesterske vezi s pomočjo tvorbe specifične mreže vodikovih vezi, ki posreduje pri ključnem koraku prenosa protona. Naši rezultati tako dodatno razširjajo razumevanje vloge dodatnih kovinskih ionov pri dopolnitvi kanoničnega dvokovinsko-ionskega katalitičnega motiva ter dokazujejo, da je natančna identifikacija dvovalentnih in enovalentnih kovinskih ionov ključnega pomena za razumevanje funkcije in regulacije encimov in ribocimov za obdelavo nukleinskih kislin.

Naše simulacije reakcije cepitve fosfodiesterske vezi v prisotnosti različnih kovinskih kofaktorjev dokazujejo, da lahko kovinski ioni igrajo tako agonistično kakor tudi antagonistično vlogo, odvisno od njihovega položaja in njihove narave. Naše ugotovitve podpirajo tezo, da so dodatni kationi v splošnem prisotni pri encimih za obdelavo DNA in RNA.

Članek je bil objavljen v reviji Angewandte Chemie (IF = 16,1), avtorji raziskave so dr. Jure Borišek iz Kemijskega inštituta (D01, Laboratorij za kemijsko informatiko), dr. Jana Aupič (CNR-IOM, Italija) in prof. dr. Alessandra Magistrato (CNR-IOM, Italija).

Več informacij: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405819

Kontakt: jure.borisek@ki.si