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RNA 5-methyluridine methyltransferases와 pseudouridine synthases에 의한 기질 인식: 구조적 시각

전문가 제언: ○ DNA의 전사로 생성된 1차 전사물은 여러 다양한 변형(modification)을 거쳐야 기능을 갖는 RNA의 형태로 전환된다. 이는 mRNA, tRNA 및 rRNA 모두에 해당된다. 여기서는 대부분의 tRNA와 rRNA의 단일염기를 변형하는 2 RNA 변형효소 족의 결정구조연구를 통하여 이 효소들이 어떻게 단일염기 부위를 인식할 수 있고 촉매과정을 수행할 수 있는지를 밝히고 있다.

○ 이 문제와 관련하여 단백질에 의한 DNA와 RNA의 인식에는 구조적으로 근본적인 차이가 있다. DNA를 인식하는 단백질은 몇 개의 염기로 된 서열을 인식하여 효소-기질의 특정성이 성립되지만, RNA를 인식하는 단백질은 대부분 단일염기(또는 2개)를 인식하여 이와 결합하고 이를 변형시킨다. 단지 4개의 염기로 구성된 핵산에서 평균 4분의 1의 빈도를 가진 단일염기를 어떻게 선별하여 인식할 수 있는가?

○ 이와 같은 RNA 염기의 제한된 레퍼토리를 증대시키기 위하여 생물계의 모든 종들은 RNA 염기를 변형하는 엄청난 수의 변형효소를 갖게끔 진화되었다. 현재까지 거의 100개에 가까운 RNA의 변형된 뉴클레오시드가 알려져 있다. RNA 변형효소의 유전자는 단백질 코드 유전체의 약 10%를 차지한다.

○ 이러한 RNA 염기변형의 특징은 각각의 변형이 RNA 접힘의 특정한 단계에서만 일어난다는 것이다. 이는 RNA 변형효소의 표적부위 인식이 RNA의 특정한 3차 구조 상태와 긴밀하게 연관 되어 있음을 시사하는 것이다.

○ Ψ(psi, pseudouridine)는 RNA 뉴클레오티드의 변형 중 가장 많은 형태의 변형이다. 이는 U(유리딘)를 Ψ로 이성화하는 것으로 리보오스와 피리미딘 염기를 연결하는 배당결합을 결렬하여 떨어진 염기를 회전시키고 C5를 통해 다시 연결하는 과정이다. 이 과정은 보조인자나 외부 에너지를 필요로 하지 않는다. 사람의 Ψ synthase의 돌연변이는 골수-기능장애인 선천성 각화부전증의 원인이다.

저자: Hur, S; Stroud, RM; Finer-Moore, J; AF Hur, Sun; Stroud, Robert M.; Finer-Moore, Janet
자료유형: 학술정보