VL 3 - Ribozymes Flashcards
Was sind Ribozyme?
- RNA basierte Enzyme (nicht-proteinischer Katalysator)
- Reaktionsmechanismus: Nukleolytische Spaltung durch Transesterefikation
- katalysieren Hydrolyse d. Nukleotidrückgrads (sequenz/strukturabhängig)
Was wird benötigt, damit Ribozyme Strukturen ausbilden/aufrecht zu halten (kat. Zentrum)
Metallionen
Was ist ein Hammerhead Ribozym?
- Einsträngige zirkuläre RNA
- kann sich selbst spalten
- in “rolling circle replication” von Pflanzenviren und Viruiden
Wie replizieren sich Viruide?
- geht in Chloroplast
- wird Template für Genomproduktion
- RNA-Polymerase macht mehrere zusammenhängende Kopien der Viruid RNA
- Hammerhead Ribozym spaltet RNA in einzelne Viruide
- Ligiert in richtige Faltung
- Wiederholung ⇒ + Strang Viruid RNA
Was ist ein Hairpin ribozym?
• Kleines Ribozym mit mehreren hairpin loops ⇒ in die Nähe zueinander gebracht
⇒ Spaltung d. eigenen Nukleotidrückgrads
Was sind kleine Ribozyme?
• kleine, aktive RNA Fragmente ~100 nt
• spalten eigenes Phosphodiester Rückgrads
⇒ 5’OH und 2’-3’ zyklische Phosphodiester als Abgangsgruppen
- Metallionen für Aktivität benötigt
- Funktion: Generierung von RNA Genomen in einheitlicher Länge von “rolling circle” Replikationsprodukten
Reaktionsmechanismus kleiner Ribozyme
Zeichnen!
Nenne 5 große Ribozyme!
- Gruppe I Introns
- Gruppe II Introns
- Splicosomale Introns
- RNase P
- Ribosom
Welche Funktion hat RNase P?
- Erkennt T-Schleife und Akzeptorstamm der Vorläufer tRNA
- Schneidet 5’ Überhang der Vorläufer tRNA ab
⇒ 3’ Überhang statt 5’
⇒ Aminosäure wird an 3’ angehangen
• Kann auch andere RNA Vorläufer schneiden: 5S RNA, tmRNA, einige mRNAs
Wie wird der katalytische Kern der RNase P geformt?
RNA Domänen werden über tertiäre Interaktionen gestützt ⇒ RNA wird “Kugelförmig” ⇒ gleicher Effekt wie hydrophober Kern in kat. Proteinen
Welche katalytischen Aktivitäten hat das Ribosom?
- Peptidyl-transferase (autonom)
* Peptidyl-tRNA-Hydrolyse während der Terminierung der Translation (braucht extra release Faktoren)
Was spricht dafür, dass die rRNA im Ribosom die katalytischen Funktionen besitzt und das Ribosom dementsprechend ein Ribozym ist?
- Keine Protein Atome in der Nähe des aktiven Zentrums
- rRNA stärker konserviert als ribosomale Proteine
- behält Peptidyl-Transferase Aktivität, selbst wenn alle außer 3 Proteine entfernt werden
⇒ rRNA wichtiger als Proteine
Wie funktioniert die katalysation des Ribosoms?
• verringerte Entropie
⇒ man gibt “Ordnung” ⇒ Reaktion kann nur auf eine bestimmte Art ablaufen
• präzise Anpassung der A- und P-Sites:
- CCA an tRNA 3’ Ende interagiert mit Resten der 23S rRNA ⇒ fixiert ⇒ kat. Zentrum Formation
• Protonen werden durchs kat. Zentrum geschleust ⇒ Formation d. Peptidbindung
Wo wird die Spezifität der Translation gewährleistet?
• im Decoding Center der kleinen Untereinheit
Was ist der limitierende Faktor in der kat. Reaktion des Ribosoms?
• Ribosom beschleuningt Peptidyl Transfer um den Faktor 10^7 (langsam!!!! Proteinenzyme schaffen 10^23)
⇒ theoretisch 300 Peptidbindungen/sec mögl.
⇒ Eintritt der beladenen tRNA ins kat. Zentrum bzw. Substratbindung:
Binden der beladenen tRNA zur A-Site: 10/sec
