U2 スプライソソーム RNA

U2 スプライソソーム RNA
U2 スプライソソーム RNA
	U2の予測される二次構造と配列の保存性
識別子
シンボル	ユーツー
Rfam	RF00004
その他のデータ
RNAタイプ	遺伝子; snRNA ;スプライシング
ドメイン	真核生物
行く	GO:0000370 GO:0045131 GO:0005686
それで	0000392 ...
PDB構造	PDBe

U2 スプライソソーム snRNAは、ほぼすべての真核生物の主要なスプライソソーム (Sm) 機構に見られる核内小分子 RNA ( snRNA )の一種です。生体内では、U2 snRNA は関連するポリペプチドとともに組み立てられ、主要なスプライソソーム複合体の必須成分である U2 核内小分子リボ核タンパク質( snRNP ) を生成します。 ^[1]主要なスプライソソームスプライシング経路は、mRNA 一次転写産物に見られる Smイントロンのクラスに基づいて、U2 依存性と呼ばれることもあります。このクラスは、スプライソソーム組み立ての初期段階で U2 snRNP によってのみ認識されます。^[2] U2 依存性イントロン認識に加えて、U2 snRNA はプレ RNA スプライシングの化学においても触媒的役割を果たすと理論づけられています。^[3]^[4]リボソームRNA（rRNA ）と同様に、Sm snRNAはRNA：RNAとRNA：タンパク質の両方の接触を媒介する必要があり、そのためこれらのタイプの相互作用を促進するために特殊で高度に保存された一次構造要素と二次構造要素を進化させてきました。^[5]^[6]

シャープとロバーツによるmRNA一次転写産物に長い非コード介在配列（イントロン）が含まれているという発見の直後、^[7]^[8]ジョアン・スタイツはイントロン切除の生化学的メカニズムを特徴付ける研究を開始した。^{[9] U1 snRNAの5'領域で見つかった配列が}hnRNA転写産物の5'スプライスジャンクションにわたる保存された配列と広範な塩基対相補性を示したという興味深い観察から、特定のsnRNAがRNA：RNA接触を介してスプライス部位境界の認識に関与しているのではないかという推測が生まれた。^[9]当初の推測が正しかったことは、これらの相互作用の複雑さが当時は完全には認識されていなかったとしても、最近になって原子結晶構造によって実証的に明らかになった。^[5]^[6]^[10]

U2 snRNA認識要素

サッカロミセス・セレビシエでは、U2 snRNAは18のポリペプチドと関連しており、そのうち7つはすべてのSmクラスのsnRNPに共通する構造タンパク質である。^[11]これらの非特異的な構造タンパク質は、RNA内に位置するSm結合部位と呼ばれる高度に保存された認識配列（AU _n G、n = 4-6）を介してSm snRNAと関連している。 ^[12]他の2つのタンパク質、A´とB´´はU2特異的であり、snRNPの組み立てにはU2 snRNAに固有の構造要素、具体的には2つの3´ステムループが必要である。^[11] 3つのサブユニットSF3aと6つのサブユニットSF3bタンパク質複合体もU2 snRNAと関連している。^[13]

U2 snRNAは、分岐点配列（BPS）として知られる3´スプライス部位の上流18〜40ヌクレオチド間の7〜12ヌクレオチド配列を介してイントロン認識に関与している。^[1]^[2]酵母では、コンセンサスBPSは7ヌクレオチド残基の長さで、U2 snRNA内の相補的認識配列は6ヌクレオチドである。これら2つの配列間の二重鎖形成により、BPSの位置5にある保存されたアデノシン残基が膨らむ。膨らんだアデノシン残基はC3´-エンド構造を採用し^[14]、スプライシング因子Cwc25、Yju2、およびIsy1の助けを借りて、5´スプライス部位のリン原子のインライン攻撃のために2´ OHを整列させる。 ^{[15]求核攻撃により、2つの連続した}エステル交換反応のうち最初の反応が開始され、珍しい2´-5´-3´結合ラリアット中間体を介してイントロンが除去され、2番目のエステル交換反応では2つの隣接するエクソンが連結されます。

一次構造と二次構造

U2 snRNA の配列長は、すべての真核生物で最大 1 桁まで異なる可能性がありますが、すべての U2 snRNA には、特に 5' 末端の下流の最初の 80 ヌクレオチド内に、85% の位置が保存されている多くの系統的に一定の領域が含まれています。 ^[16]さらに、ステムループI、II、III、IV、およびこれらのドメインをリンクする一本鎖領域の一部を含むいくつかの二次構造要素も保存されています。^[16]^{[17]酵母 U2 snRNA のステムループ II には、}tRNAアンチコドンループに似た幾何学的構造を共有する特徴的な U ターンループモチーフにつながる、通常とは異なるせん断された GA 塩基対が含まれています。 ^[5]すべての U2 snRNA には、10 ～ 16 塩基対のヘリックスを持つ末端ステムループ(IV) と、コンセンサス配列 5'-UYGCANUURYN-3' を持つ保存された 11 ヌクレオチドのループがあります。^[16]

U2 snRNAは、すべての小さな核RNAの中で最も広範囲に修飾されています。^{[18]これらの}転写後修飾の正確な位置は生物によって異なりますが、新たな証拠は、U2 snRNAの修飾と生物学的機能の間に強い相関関係があることを示唆しています。^[18]修飾には、一部のウリジン残基の擬似ウリジンへの変換、2'-O-メチル化、核酸塩基のメチル化、および5'-モノメチル化グアノシンキャップの2,2,7-トリメチル化グアノシンキャップへの変換が含まれます。^[18]これらの修飾の多くは、分子の5'末端の27ヌクレオチド領域にあります。^[18]

構造ダイナミクス

スプライソソームは、組み立てとスプライシングを通じていくつかの構造再編成を受ける動的な分子機械です。スプライソソーム再編成を取り巻く生化学的詳細の多くは不明ですが、最近の研究では、スプライシング反応の最初のステップの直前に、U2 snRNAとU6 snRNAの間に重要な折り畳み複合体が形成されることが可視化されています。^[19]^[6]この折り畳みイベントは、4ヘリックスジャンクションの形成を促進します。これは、2' OHによるインライン攻撃のために5'スプライス部位を分岐点アデノシンに整列させ、2つのMg ²⁺イオンを調整して、次のステップで負電荷形成を安定化するなど、活性部位の重要なコンポーネントの足場を提供すると考えられています。^[19]

進化の起源

U2-U6フォールドの注目すべき特徴は、自己スプライシンググループIIイントロンのドメインVとの構造的類似性である。^[6]^[3] U6 snRNAに見られるAGCトライアドはグループIIイントロンで保存されており、同じ三次スタッキング相互作用も促進することがわかっている。^[6] U2-U6フォールディングイベントの初期におけるGUウォブルペアの形成は、グループIIイントロンの触媒コアの形成でも観察されている。^[19]最後に、U2-U6フォールド内に見られる金属結合部位の構造的保存を考えると、スプライソソームはグループIIイントロンと同じ2金属イオン機構を利用している可能性が高い。^[3]グループIIイントロンとスプライソソームの活性部位のU2-U6フォールド間の二次構造と三次構造の両方の保存の程度は、グループIIイントロンとスプライソソームの両方が共通の進化的起源を共有していることを強く示唆している。

参照

参考文献

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さらに読む

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外部リンク

Rfamの U2 スプライソソーム RNA のページ
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