РНК-полимераза Т7 - T7 RNA polymerase

РНК-полимераза Т7
T7 RNA polymerase.jpg
РНК-полимераза Т7 (синий), продуцирующая мРНК (светло-синий) из двухцепочечной ДНК-матрицы (оранжевый).
Идентификаторы
ОрганизмФаг Т7
Символ1
PDB1MSW
UniProtP00573

РНК-полимераза Т7 является РНК-полимераза от T7 бактериофаг что катализирует образование РНК от ДНК в направлении 5 '→ 3'.

Мероприятия

Полимераза Т7 чрезвычайно промоутер -специфична и транскрибирует только ДНК ниже промотора Т7.[1] Полимераза T7 также требует двухцепочечной ДНК-матрицы и Mg2+ ион как кофактор синтеза РНК. У него очень низкий уровень ошибок. Полимераза Т7 имеет молекулярную массу 99 кДа.

Промоутер

Промотор распознается для связывания и инициации транскрипции. Консенсус по Т7 и родственным фагам таков:[1]

5 ’* 3 ’T7 TAATACGACTCACTATAGGGAGAT3 AATTAACCCTCACTAAAGGGAGAK11 AATTAGGGCACACTATAGGGAGASP6 ATTTACGACACACTATAGAAGAA связывание ------------ ----------- init

Транскрипция начинается с гуанина, отмеченного звездочкой.[1]

Структура

Полимераза Т7 была кристаллизована в нескольких формах, и структуры, помещенные в PDB. Они объясняют, как полимераза Т7 связывается с ДНК и транскрибирует ее. N-концевой домен перемещается по мере образования комплекса удлинения. SsRNAP содержит гибрид ДНК-РНК размером 8 пар оснований.[2] А бета-шпилька петля специфичности (остатки 739-770 в Т7) распознает промотор; замена его на один из РНКП Т3 заставляет полимеразу распознавать промоторы Т3.[1]

Подобно другим полимеразы вирусных нуклеиновых кислот, включая ДНК-полимераза Т7 от того же фага консервативный C-конец ssRNAP T7 использует складку, организацию которой можно сравнить с формой правой руки с тремя субдоменами, называемыми пальцами, ладонью и большим пальцем.[3] N-конец менее консервативен. Он образует промотор-связывающий домен (PBD) со спиральными пучками в ssRNAP фага,[4] функция, не обнаруженная в митохондриальных ssRNAP.[5]

Родственные белки

ДНК-направленная РНК-полимераза фагового типа
Идентификаторы
СимволРНК_пол
PfamPF00940
ИнтерПроIPR002092
SCOP21 мсв / Объем / СУПФАМ

Полимераза Т7 является представительным членом односубъединичная ДНК-зависимая РНКП (ssRNAP) семья. Другие члены включают РНК-полимеразы фага T3 и SP6, митохондриальную РНК-полимеразу (POLRMT ) и хлоропластный ssRNAP.[6][7] Семейство ssRNAP структурно и эволюционно отличается от мульти-субъединичного семейства РНК-полимераз (включая бактериальные и эукариотические подсемейства). В отличие от бактериальных РНК-полимераз, полимераза Т7 не ингибируется антибиотиком. рифампицин. Это семейство относится к однокомпонентным обратная транскриптаза и ДНК-полимераза.[8]

Заявление

В биотехнологических приложениях РНК-полимераза Т7 обычно используется для транскрипции ДНК, которая была клонирована в векторов которые имеют два (разных) фаговых промотора (например, Т7 и Т3 или Т7 и SP6) в противоположной ориентации. РНК может быть избирательно синтезирована из любой цепи вставки ДНК с различными полимеразами. Фермент стимулируется спермидин и in vitro активность увеличивается за счет присутствия белков-носителей (таких как BSA )[9][10]

С помощью этой системы можно получить гомогенно меченую одноцепочечную РНК. Транскрипты могут быть нерадиоактивно помечены определенными мечеными нуклеотидами с высокой специфической активностью.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Ронг М., Хе Б., Макаллистер В. Т., Дурбин Р.К. (январь 1998 г.). «Детерминанты специфичности промотора РНК-полимеразы Т7». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (2): 515–9. Bibcode:1998ПНАС ... 95..515Р. Дои:10.1073 / пнас.95.2.515. ЧВК  1845. PMID  9435223.
  2. ^ Тахиров Т.Х., Темяков Д., Аникин М., Патлан ​​В., Макаллистер В. Т., Васылев Д. Г., Йокояма С. (ноябрь 2002 г.). «Структура комплекса элонгации РНК-полимеразы Т7 при разрешении 2,9 A». Природа. 420 (6911): 43–50. Дои:10.1038 / природа01129. PMID  12422209.
  3. ^ Хансен Дж. Л., Лонг А. М., Шульц СК (август 1997 г.). «Структура РНК-зависимой РНК-полимеразы полиовируса». Структура. 5 (8): 1109–22. Дои:10.1016 / S0969-2126 (97) 00261-X. PMID  9309225.
  4. ^ Дурняк К.Дж., Бейли С., Стейтц Т.А. (октябрь 2008 г.). «Структура транскрибирующей РНК-полимеразы Т7 при переходе от инициации к элонгации». Наука. 322 (5901): 553–7. Bibcode:2008Научный ... 322..553D. Дои:10.1126 / science.1163433. ЧВК  2892258. PMID  18948533.
  5. ^ Хиллен Х.С., Морозов Ю.И., Сарфаллах А., Темяков Д., Крамер П. (ноябрь 2017 г.). «Структурные основы инициации митохондриальной транскрипции». Клетка. 171 (5): 1072–1081.e10. Дои:10.1016 / j.cell.2017.10.036. ЧВК  6590061. PMID  29149603.
  6. ^ Макаллистер В. Т., Раскин, Калифорния (октябрь 1993 г.). «Полимеразы фаговой РНК связаны с ДНК-полимеразами и обратными транскриптазами». Молекулярная микробиология. 10 (1): 1–6. Дои:10.1111 / j.1365-2958.1993.tb00897.x. PMID  7526118.
  7. ^ Хедтке Б., Бёрнер Т., Вейхе А. (август 1997 г.). «Митохондриальные и хлоропластные РНК-полимеразы фагового типа у Arabidopsis». Наука. 277 (5327): 809–11. Дои:10.1126 / science.277.5327.809. PMID  9242608.
  8. ^ Cermakian N, Ikeda TM, Miramontes P, Lang BF, Gray MW, Cedergren R (декабрь 1997 г.). «Об эволюции односубъединичных РНК-полимераз». Журнал молекулярной эволюции. 45 (6): 671–81. Bibcode:1997JMolE..45..671C. CiteSeerX  10.1.1.520.3555. Дои:10.1007 / PL00006271. PMID  9419244.
  9. ^ Чемберлин М., Кольцо Дж. (Март 1973 г.). «Характеристика Т7-специфической полимеразы рибонуклеиновой кислоты. 1. Общие свойства ферментативной реакции и матричная специфичность фермента». Журнал биологической химии. 248 (6): 2235–44. PMID  4570474.
  10. ^ Маслак М., Мартин К. Т. (июнь 1994 г.). «Влияние условий раствора на стационарную кинетику инициации транскрипции РНК-полимеразой Т7». Биохимия. 33 (22): 6918–24. Дои:10.1021 / bi00188a022. PMID  7911327.

дальнейшее чтение

  • Мартин СТ, Эспозито Э.А., Тайс К., Гонг П. (2005). «Структура и функция ускользания промотора с помощью РНК-полимеразы Т7». Прогресс в исследованиях нуклеиновых кислот и молекулярной биологии. 80: 323–47. Дои:10.1016 / S0079-6603 (05) 80008-X. ISBN  9780125400800. PMID  16164978.
  • Соуза Р., Мукерджи С. (2003). «РНК-полимераза Т7». Прогресс в исследованиях нуклеиновых кислот и молекулярной биологии. 73: 1–41. Дои:10.1016 / S0079-6603 (03) 01001-8. ISBN  9780125400732. PMID  12882513.
  • Макаллистер В.Т. (1993). «Структура и функция РНК-полимеразы бактериофага Т7 (или достоинства простоты)». Исследования клеточной и молекулярной биологии. 39 (4): 385–91. PMID  8312975.
  • Састри СС, Росс Б.М. (март 1997 г.). «Нуклеазная активность РНК-полимеразы Т7 и гетерогенность комплексов элонгации транскрипции». Журнал биологической химии. 272 (13): 8644–52. Дои:10.1074 / jbc.272.13.8644. PMID  9079696. - обратите внимание, что указанная здесь нуклеазная активность является артефактом.
  • Чемберлин М., Кольцо Дж. (Март 1973 г.). «Характеристика Т7-специфической полимеразы рибонуклеиновой кислоты. 1. Общие свойства ферментативной реакции и матричная специфичность фермента». Журнал биологической химии. 248 (6): 2235–44. PMID  4570474.
  • Маслак М., Мартин К. Т. (июнь 1994 г.). «Влияние условий раствора на стационарную кинетику инициации транскрипции РНК-полимеразой Т7». Биохимия. 33 (22): 6918–24. Дои:10.1021 / bi00188a022. PMID  7911327.

внешняя ссылка