グルタミンリボスイッチ

glnA RNAモチーフ
glnA RNAモチーフ
	glnA RNAのコンセンサス二次構造
識別子
シンボル	glnA RNA
Rfam	RF01739
その他のデータ
RNAタイプ	シス調節要素; リボスイッチ
ドメイン	シアノバクテリア
行く	GO:0070406（グルタミン結合）
それで	SO:0000035 (リボスイッチ);
PDB構造	PDBe

グルタミンリボスイッチ（旧称glnA RNAモチーフ）は、バイオインフォマティクスによって予測された保存されたRNA構造です。^{[1]これは、}シアノバクテリアのさまざまな系統や、シアノバクテリアに感染するいくつかのファージに存在します。また、おそらくシアノバクテリアの一種である、海洋に生息する未培養の細菌から抽出したDNAにも見られます。

glnA RNAは、窒素代謝に関与する複数のタンパク質クラスをコードする遺伝子の推定5'非翻訳領域に存在します。これらのタンパク質クラスの中で最も顕著なものは、アンモニウムトランスポーター、グルタミン合成酵素とグルタミン酸合成酵素、および窒素代謝を制御するPIIタンパク質です。窒素代謝の制御におけるシス制御要素としての役割の可能性をさらに裏付けるものとして、PMT1479として設計されたProchlorococcus marinus遺伝子は、窒素が十分に供給されない状態で成長したときに、この生物の他の遺伝子よりも抑制されていました。^[1]^[2]

glnA RNAはグルタミン結合リボスイッチに相当することが実証されている^[3]。つまり、全体的な窒素利用能を測定するためにグルタミン濃度を感知し、下流の遺伝子を適切に制御する。リボスイッチ機能の最初の提案は、glnA RNAがシス制御性であるという上記の証拠と、他の既知のリボスイッチの構造に匹敵するglnA RNAモチーフの3ステム接合部における中程度の構造的複雑さに基づいていた。一部のglnA RNAは他のglnA RNAに隣接して位置している。これらの「タンデム配置」はグリシンリボスイッチとTPPリボスイッチでも示され、細胞はリボスイッチリガンドの濃度のより小さな変化内で遺伝子をオフまたはオンにすることができる。言い換えれば、リボスイッチの応答曲線はデジタル機能によく似ている。^[4]^[5] しかし、そのような協調的な結合は観察されなかった。^[3] RNAがグルタミンリボスイッチとして機能するという最初の生体内証拠は、これらのリボスイッチがシネコシスティスPCC6803のグルタミン合成酵素阻害タンパク質IF17の発現を制御し、シアノバクテリアのGS活性の極めて重要な制御要素を表していることを明らかにしました。^[6]

glnA RNAモチーフと下流ペプチドモチーフの間には構造上の類似性が見られる。^[1] 最も明らかな類似性は各モチーフの「P1」とラベル付けされたステム間であるが、他の類似性も観察された。^[1] 両方のモチーフは窒素代謝に関与するリボスイッチを表すと提案された。両方のモチーフからのRNAが選択的にグルタミンに結合するという事実はこの仮説を裏付けているが、詳細な構造データはまだ入手できていない。glnAモチーフにはEループ^[7]^[8]構造（バルジGモジュールとも呼ばれる）が内部にある。

参照

参考文献

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^ Klähn S、Bolay P、Wright PR、Atilho RM、Brewer KI、Hagemann M、Breaker RR、Hess WR（2018年8月）。「グルタミンリボスイッチはシアノバクテリアのグルタミン合成酵素の調節に重要な要素である」。Nucleic Acids Res . 46（19）：10082–10094。doi ：10.1093/nar/gky709。PMC 6212724。PMID 30085248。
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^ Lee, JC (2003).比較モデルと3次元結晶構造のクロス分析に基づくリボソームRNAの構造研究（博士論文）テキサス大学。

外部リンク

Rfamの glnA RNA のページ

[Weinberg2010-1] Weinberg Z、Wang JX、Bogue J、他 (2010 年 3 月)。「比較ゲノム解析により、細菌、古細菌、およびそれらのメタゲノムから 104 個の構造化 RNA 候補が判明」。Genome Biol . 11 ( 3 ): R31。doi : 10.1186/gb-2010-11-3- r31。PMC 2864571。PMID 20230605。

[2] Tolonen AC, Aach J, Lindell D, et al. (2006). 「窒素利用能の変化に対するプロクロロコッカス生態型の遺伝子発現の全体的変化」Mol. Syst. Biol . 2 (1): 53. doi :10.1038/msb4100087. PMC 1682016. PMID 17016519 .

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[4] Mandal M、Lee M、Barrick JE、他 (2004 年 10 月)。「協調的結合を利用して遺伝子発現を制御するグリシン依存性リボスイッチ」。Science。306 ( 5694 ): 275–279。Bibcode : 2004Sci ...306..275M。doi : 10.1126/science.11 00829。PMID 15472076 。

[5] Welz R、Breaker RR (2007 年 4 月)。「炭疽菌のタンデムリボスイッチのリガンド結合と遺伝子制御特性」。RNA . 13 ( 4): 573–582. doi :10.1261/rna.407707. PMC 1831863 . PMID 17307816。

[6] Klähn S、Bolay P、Wright PR、Atilho RM、Brewer KI、Hagemann M、Breaker RR、Hess WR（2018年8月）。「グルタミンリボスイッチはシアノバクテリアのグルタミン合成酵素の調節に重要な要素である」。Nucleic Acids Res . 46（19）：10082–10094。doi ：10.1093/nar/gky709。PMC 6212724。PMID 30085248。

[7] Westhof E (2010). 「細菌構造RNAの驚くべき世界」Genome Biol . 11 (3): 108. doi : 10.1186/gb-2010-11-3-108 . PMC 2864558 . PMID 20236470.

[8] Lee, JC (2003).比較モデルと3次元結晶構造のクロス分析に基づくリボソームRNAの構造研究（博士論文）テキサス大学。