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ツイスターリボザイム[ 1 ]は、自己切断が可能な触媒RNA構造である。このリボザイムのヌクレアーゼ活性は、生体内および試験管内の両方で実証されており、同様の機能を持つ天然のリボザイムの中で最も速い触媒速度の1つである。[ 2 ] [ 3 ]ツイスターリボザイムは、ハンマーヘッド、ヘアピン、 B型肝炎デルタウイルス（HDV）、ヴァルクッドサテライト（VS）、およびglmSリボザイム を含む小型自己切断リボザイムファミリーのメンバーであると考えられている。[ 3 ]
触媒RNAモチーフのいくつかのクラスの同定に役立ってきたin vitro選択法とは対照的に、ツイスターリボザイムは、機能不明の保存されたRNA構造としてバイオインフォマティクスアプローチによって発見された。 [ 1 ]ツイスターリボザイム近傍の遺伝子とハンマーヘッドリボザイム 近傍の遺伝子の類似性から、自己切断リボザイムとして機能するという仮説が示唆された。[ 4 ]実際、これら2つの自己切断リボザイムクラスの近傍に位置する遺伝子は大きく重複している。[ 1 ] 研究者たちは、エジプトの象形文字「ねじれた亜麻」に似ていることから、新たに発見されたツイスターモチーフに名前を付けることを思いついた。[ 1 ]
イネのツイスターリボザイムの基本構造は、 2014年に原子分解能で結晶学的に決定されました。 [ 2 ]ツイスターリボザイムの活性部位は二重擬似結び目の中心にあり 、らせん接合部と連携して2つの長距離三次相互作用を介してコンパクトな折り畳み構造を促進します。 [ 2 ]マグネシウムは、リボザイムの二次構造の安定化に重要です。 [ 3 ]
他のヌクレアーゼリボザイムと同様に、ツイスターリボザイムはSN2関連機構を介してホスホジエステル結合を選択的に切断し、2 ' , 3'-環状リン酸と5'ヒドロキシル生成物を生成します。[ 1 ] 実験的証拠とモデリング証拠の両方が、高度に保存されたアデニン（A1）とグアニン（G33）塩基が関与する協奏的一般酸塩基触媒作用を支持しており、A1のN3がプロトン供与体として、G33が一般塩基として機能します。[ 5 ] [ 6 ] [ 2 ] ツイスターリボザイムは、切断されるPO結合を活性部位内でインライン求核攻撃のために特異的に配向させることにより触媒活性を生成します。[ 7 ] 現在、ツイスターリボザイムの反応速度はpHと温度の両方に依存することが知られています。[ 7 ] [ 1 ]切断されるリン酸のプロS非架橋酸素をチオール基に置換すると自己切断速度が低下することから、このメカニズムは結合マグネシウムに依存しないことが示唆される。チオール誘導体をカドミウム陽イオンで救済すると、二価金属イオンが速度向上に役割を果たしていることが示される。[ 6 ]このメカニズムとして考えられるのは、切断中に負電荷が増加することから基質鎖にかかる静電ひずみを軽減することで遷移状態を安定化させることである。
ツイスターリボザイムモチーフは、細菌、真菌、植物、動物で2,700例が観察されており、自然界では比較的よく見られる。[ 2 ]ハンマーヘッドリボザイム と同様に、一部の真核生物は多数のツイスターリボザイムを含んでいる。最も極端な例として、住血吸虫（Schistosoma mansoni）には1,051個のツイスターリボザイムが予測されており、この生物には多くのハンマーヘッドリボザイムも含まれている。細菌では、ツイスターリボザイムは、細菌のハンマーヘッドリボザイムと一般的に関連付けられている遺伝子クラスに近い。現在、ツイスターリボザイムに関連する生物学的機能は解明されていない。[ 7 ]