T1家族(EC 3.1.27.3)核糖核酸酶(RNA) hydrolize RNA和裂开的3′,5′之间鸟嘌呤核苷磷酸二酯键3′磷酸和5′-哦组相邻核苷酸,形成2′,3′环磷酸鸟苷在催化反应的第一阶段。这个阶段是可逆的,第二要快得多,循环中间的水解相应的3′磷酸( 1]。属于家族与嘧啶特定rna核糖核酸酶(EC 3.1.27.5), rna T1脒基具体;因此,2′,3′环鸟苷酸(2′,3′-сGMP)只能在第二步的催化裂解( 1]。许多成员的属 芽孢杆菌分泌核糖核酸酶,可以催化反应的执行阶段。具体来说,这样的物种 b、和 地衣芽。可以分离出人类胃肠道,代表居民而非瞬态微生物群( 2]。在胃肠道微生物的显著超过可来自食物。发芽的 芽孢杆菌孢子在人类肠道和瞬态殖民是生命周期的一部分人类相关的细菌( 3]。早些时候,我们找到了 b、在人类直肠上皮的活检术前肠道清洗( 4]。因此,产品都是由细菌分泌会影响人类的正常菌群以及调节人体功能活动的变化。细菌胞外酶是关键的代理与人体,他们直接与上皮细胞和免疫细胞( 5]。然而,它将从这种交互错误排除反应中间体,如2′,3′循环位置异构体经典的第二信使,即3′,5′流派和3′,5′cgmp。例如,结果表明,2′,3′环核苷酸参与线粒体渗透性的规定( 6, 7]。此外,2′,3′cgmp能促进胸腺嘧啶核苷掺入在淋巴细胞的DNA ( 8),类似于3′,5′cgmp,可以增加几倍cGMP-dependent atp酶( 9]。虽然生物作用2′,3′cgmp尚未详细研究,很明显,经典之中循环第二信使,如2′,3′cgmp和2′,3′流派是由动物和植物对压力的反应情况下,诱发RNA降解[ 10, 11]。

众所周知,循环磷酸盐毕竟只能由核糖核酸酶水解聚-和oligoribonucleotides裂解( 12]。最近,我们已经证实2′,3′cgmp可以维护在RNA: binase反应混合物超过一个小时,这使得binase体现其生物效应( 13]。尽管binase视为一种酶为RNA催化(不需要金属离子 14),本研究的目的是调查二价金属离子是否会影响的能力binase形成2′,3′cgmp循环中间。

众所周知,三级RNA结构可以通过二价金属离子稳定在生理pH值( 17]。以前人们认为由于RNA可以复性的二阶和单价离子,二价离子结合RNA是由于常见离子的静电作用与磷酸盐( 18]。后结果表明,金属阳离子对RNA的关联行为取决于其结构组织和核苷酸序列( 19]。除了复合物的形成与带负电荷的deprotonated磷酸盐、金属阳离子也与一些氧和氮原子的电子给体的含氮的基地,不包括环外的氮原子( 17]。交互是由于两个稳定的RNA完全溶剂化阳离子通过绑定一个或两层水分子和带负电荷的RNA功能团体的紧密关系,由部分脱水直接协调阳离子( 20.]。今天很明显,二价金属离子起到关键作用的变构调节酶活性的核糖核酸( 21, 22]。

很难解释离子的作用,因为它是很难区分的直接催化影响离子和离子的间接作用活性RNA结构。最近,人们已经发现,等过渡金属镍^{2 +}、有限公司^{2 +}、锰^{2 +}有特定的RNA结合位点,特别是riboswitch结构( 23]。毫克^{2 +}、锰^{2 +},锌^{2 +}与鸟嘌呤核苷作为辅被用物和改变催化反应的参数在拼接的第一步 24]。离子的过渡和nontransition金属不能互换的体现监管的效果。例如,riboswitches中发现的5′非翻译区 鼠伤寒沙门氏菌革兰氏阴性肠道细菌转录,这是守恒的,由Mn变构激活^{2 +},而不是通过Са^{2 +}或Мg^{2 +}( 25]。好几组我基因内区核酶,折叠和催化激活离子的毫克^{2 +},但不是Mn^{2 +}。成立,23 s rRNA基因的内含子的大核糖体亚基 衣藻reinhardtii、锰^{2 +}对催化没有抑制作用但核糖酶导致错误折叠。GMP,辅被用物我内含子取代了Mn的集团^{2 +}结合位点的鸟嘌呤核苷(GUC)和恢复折叠( 26]。

我们已经表明,过渡和nontransition离子有不同影响tRNA结构和2′,3′cgmp(数字 2和 3)。tRNA由3 - 4强(Kd≈ μ米),超过20毫克疲软^{2 +}绑定的网站( 27]。后者包括8 - 12 (Op-U8 Op-A9), D-loop (Op-A20 Op-A21), D / TΨC-loop-1 (Op-G19 N7-G20), D / TΨC-loop 2 (Op-G57 Op-A14)受体的手臂(G3•U70),反密码子循环(Op-Y37) [ 28]。RNA-Mg^{2 +}相互作用主要是由直接绑定在空间上接近磷酸基氧原子,某种程度上,通过绑定2′羟基组,嘌呤碱基的N7原子,原子keto-oxygen RNA-Mg (U和G)^{2 +}绑定图案由(1)混合的主要槽G•U,紧随其后的是Y•G组;(2)转移G•一对;(3)镁“夹”;(4)金属离子闪电;(5)E-loop主题;(6)AA平台;和(7)磷酸鸟嘌呤绑定主题( 29日]。

不像毫克^{2 +}、锰^{2 +}离子只绑定在D / TΨC-loop-1 tRNA分子和受体臂 28]。只有一个的七个主题Mg的特征^{2 +}绑定的网站,即移位的G•一对,是Mn的报道^{2 +}(图 4)[ 29日]。

尽管类似的半径、电荷和RNA,毫克^{2 +}和锰^{2 +}不相同的 30.]。毫克^{2 +}和锰^{2 +}由于阳离子metal-binding站点内的不同取向的偏好在RNA给定类型的债券。因此,Mg的位置^{2 +}作为固体离子强烈取决于P-O的紧密耦合,而锰^{2 +}是接近N7鸟嘌呤的位置,与氧气的交互的磷酸二酯键维护( 31日]。过渡金属结合核酸比Mg更紧密^{2 +}或者K⁺,这主要是由于与亲核含氮碱基(N7嘌呤) 17]。

因此,锰的行为特征^{2 +}核磁共振光谱学的RNA可以解释其亲和力N7嘌呤(图 2 (d))。鸟嘌呤Mn的绑定^{2 +}离子或限制访问guanyl-specific binase网站在RNA或阻碍了鸟嘌呤的识别。因此,我们观察到没有增加的速度2′,3′cgmp,以使环化反应中间体催化rna(图 3 (b))。基于获得的证据的能力nontransition金属离子激活2′,3′cgmp,这不是过渡金属离子的情况下,它可以假定,研究了过渡金属影响RNA-binase结合位点;相关的影响尤其强烈的情况下,RNA由磷酸基稳定。

Binase是一种很有前途的治疗和抗癌剂( 32- - - - - - 36)和杀毒效果( 37, 38]。由细菌分泌的核糖核酸酶在肠道菌群是一种天然的防御机制,计数器肿瘤形成和病毒感染。的激活2′,3′cgmp nontransition金属在人体绝对可以支持微生物核糖核酸酶的生物效应。

结果表明,2′,3′cgmp,期间由binase RNA乳沟,增加nontransition金属的存在,稳定了RNA结构。对于过渡金属离子的数量2′,3′cgmp减少由于binase识别网站的封锁了鸟嘌呤的RNA。生产核糖核酸酶的细菌在人体内是一种天然的机制,激活2′,3′cgmp binase nontransition金属可以提高生物效应。