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Einblick in die Ribozym-Struktur

Europäische Forscher untersuchten die Struktur von katalytischen RNA-Molekülen und konzentrierten sich insbesondere auf die Rolle von Metallionen auf Struktur und Funktion.
Einblick in die Ribozym-Struktur
Ribozyme sind RNA-Moleküle, die in ähnlicher Weise wie Protein-Enzyme spezifische biochemische Reaktionen katalysieren können. Die Entdeckung des menschlichen Ribozyms CPEB3, das Im Zusammenhang mit dem Hepatitis Delta-Virus steht, war ein enormer Durchbruch und eröffnet neue Forschungsansätze.

Zweiwertige Metallionen spielen eine wichtige strukturelle und/oder katalytische Rolle bei der Funktion von vielen Proteinen und RNA auf, unter anderem für die richtige Faltung. Allerdings fehlt es an detaillierten Informationen über den genauen Mechanismus der Metallionen-Funktion.

Das EU-geförderte Projekt HUMANRIB (HumanRib: Metal ion binding - structure - function relations of the human CPEB3 ribozyme) wollte die Wirkungsweise verstehen und untersuchte die Struktur-Funktionsbeziehung des CPEB3-Ribozyms. Forschungsaktivitäten umfassten die Frage nach der Bedeutung von Metallionen in Ribozymen.

Um dieses Problem anzugehen, machten sich die Wissenschaftler ein hoch auflösendes Bild von den Kernspinresonanzstrukturen von mehreren Teilen des CPEB3-Ribozyms und charakterisierten die Bindungsstellen. Damit konnten sie die strukturellen und thermodynamischen Veränderungen innerhalb des Ribozyms bei Zugabe von zweiwertigen Mg2+-Metallionen, dem natürlichen Co-Faktor von CPEB3 bestimmen.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass das CPEB3-Ribozym seine globale Faltung allein in monovalenten Ionen annimmt, aber das eine Mg2+-Bindung an mehreren Stellen erforderlich ist, um die aktive Stelle und die kompakte native Struktur vollständig zu bilden. Darüber hinaus bildete sich die komplette vorhergesagte Tertiärstruktur nur in Gegenwart von Mg2+.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse der HUMANRIB-Studie die Bedeutung von Mg2+-Ionen in der inhärenten Struktur und katalytischen Funktion von Ribozymen. Neben dem Grundlagenwissen über diese neue Klasse von RNA-Molekülen liefern diese Ergebnisse Einblicke in deren evolutionären Hintergrund.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Ribozym, RNA, Metallionen, CPEB3, Mg2+
Datensatznummer: 181001 / Zuletzt geändert am: 2016-04-12
Bereich: Biologie, Medizin
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