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리보솜-촉매작용 펩티드결합 생성의 2단계 화학메커니즘

전문가 제언
○ 천연 단백질 합성의 화학적 단계인 펩티드결합 생성은 리보솜의 큰 소단위체에 의해 촉매 작용된다. 결정구조는 펩티드결합 생성을 위한 활성자리는 오지 RNA로만 구성되었다. 최근 연구는 어떻게 RNA활성자리가 단백질합성을 위해 적당한 속도로 기본적 생물학적 반응을 촉매작용을 할 수 있는지에 관하여 집중했다.

○ 여기서 펩티딜-이동 RNA모방의 반응센터 내부의 5위치에 반응속도론적 동위원소 효과의 분석으로 펩티드결합 생성의 전이 상태가 보고되었다. 비-촉매작용 반응과는 달리 사면체형 중간체의 생성과 친핵성 질소로부터 양성자 이동은 속도제한 단계에서 생긴다. 그 반응은 동시에 진행되지 않고 대신 사면체형 중간체의 파괴가 분리된 고속단계에서 일어난다.

○ 이것은 기질 위치잡기에 추가하여 리보솜이 속도제한 전이 상태를 변경해 화학 촉매작용을 한다. 펩티드기 전달효소 반응은 펩티딜-tRNA의 카보닐탄소에 아미노아크릴-tRNA의 -아미노기의 친핵성 공격으로 일어난다. 만약 기질위치 정하는 것이 유일한 촉매작용이라면 리보솜 내부에서 메커니즘은 비-촉매작용 반응과 똑같겠지만 여기서는 두 사면체형 중간체들의 경로가 뒤따라 일어난다.

○ 리보솜은 변화된 화학메커니즘을 통해 계산된 107-배로 펩티드결합 생성속도를 증가시킨다. 리보솜은 친핵공격을 배위하고 단일 속도제한 단계에서 탈수소에 의해서 기질자리 잡기 한계를 넘어서 상당한 촉매역할도 갖는다. 리보솜의 RNA 활성자리에 의한 촉매작용은 비 촉매작용 반응에 의한 펩티드결합 생성의 반응경로를 근본적으로 변경한다.

○ 펩티드결합 생성반응은 단백질합성의 기본적인 화학적 합성단계로 리보솜-촉매작용이 가장 중요하다. 리보솜의 활성화자리는 오직 RNA로만 구성되어 있고 그 RNA활성화자리가 단백질 합성속도를 조절한다. 단백질 합성단계인 펩티드결합 생성의 촉매작용은 반응속도를 엄청난 크기로 상승시키는 경로를 해명하는 2단계 화학메커니즘은 단백질 생산 산업에 광범위하게 활용될 것으로 기대된다.

저자
D. A. Hiller et al.
자료유형
학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
화학·화공
연도
2011
권(호)
476
잡지명
Nature
과학기술
표준분류
화학·화공
페이지
236~240
분석자
여*현
분석물
담당부서 담당자 연락처
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