リボソーム酸化酵素は,プロカリオットから人間まで構造的に保存されています

Rasheduzzaman Chowdhury¹, Rok Sekirnik¹, Nigel C Brissett²

¹The Department of Chemistry and Oxford Centre for Integrative Systems Biology, University of Oxford, Mansfield Road, Oxford OX1 3TA, U.K.

|May 13, 2014

まとめ

リボソーム酸素酶 (ROXs) と呼ばれる2オキシグルトラート (2OG) 依存性酸素酶は,リボソームタンパク質をヒドロキシラートし,翻訳に影響を与えます. 構造分析は,保存された折りたたみと新しい二分化を明らかにし,酸素酶の新しいサブファミリーを定義し,進化の柔軟性を強調しています.

科学分野:

バイオケミストリーバイオケミストリー
構造生物学構造生物学とは
進化生物学の進化生物学について

背景:

2-オキシグルトラート (2OG) に依存する酸素酵素は,脱メチル化や水酸化などの改変によって遺伝子発現とタンパク質機能を調節する.
最近特定されたリボソーム酸素酶 (ROXs) は,多様な生物で発生するトランスレーション,細胞成長,分化に不可欠です.
ROXsは,E. coliのアルギニン,ヒトのヒスティディンを含む特定のリボソームタンパク質を水酸化し,それらの進化的および構造的な関係に関する疑問を提起します.

研究の目的:

原核生物と真核生物におけるリボソーム酸素酶 (ROXs) の構造的および進化的関係を調査する.
ROXsの触媒機構と基板特異性を解明する.
2OG依存酸素酶の進化とその多様な機能を理解する.

主な方法:

E. coli,R. marinus,およびヒトからのROXの結晶構造の比較構造分析 (MINA53,NO66).
ヒドロキシラーゼの活性と基板結合を確認するための生化学分析.
他のJmjCドメインを含むヒドロキシラゼと生物情報学的比較.

主要な成果:

ROXは,高度に保存された折りたたみを共有し,新しい二分化モードを示し,2OG依存酸素酶の新しいサブファミリーを定義します.
構造データは,ロックスがデメチラゼではなく,ヒドロキシラゼとして機能することを確認し,異なるリボソームタンパク質残基をヒドロキシラートするための適応を明らかにしています.
進化的比較は,ROXを他のJmjCドメインの水酸化塩基から区別し,機能的多様化の原動力として,鉄結合基板-酸化物種の調整における柔軟性を強調しています.

結論:

リボソーム酸素酶 (ROXs) は,2OG依存性酸素酶の独特のサブファミリーであり,構造は保存されているが,基板特異性は多様である.
ROXsの進化は,協調化学の変化が新しい水酸化活動につながり,酸素酶機能のレパートリーを拡大する方法を示しています.
ROXの構造と機能を理解することは,改変されたリボソームを標的とした潜在的な治療戦略を提供します.

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