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2008年09月29日

RNAと酵素タンパク質の協働作業1

酵素は、現在確認されているだけでも、約2,400種あるといわれています Shocked
酵素は、体の中で生命活動を維持するためにいろいろなところで活躍しているのです。


今日は数ある酵素の中でも、RNAとかかわりのある酵素にどんなものがあるのか、紹介してみたいと思います!

いつも応援ありがとうございます。 Wink m034
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その1.ヘリカーゼ(helicase)

helicase.gif
ヘリカーゼは核酸のリン酸エステル骨格に沿って動きながら絡み合う核酸をほどく役割を担う酵素です。

直接RNAと協働するわけではありませんが、mRNAを合成するには、このヘリカーゼがDNAの鎖を解かなければ始まらない!ということで特別に紹介。

ちなみにヘリカーゼは、ATPやGTPを加水分解して得られるエネルギーを使って塩基間の水素結合を解消し、DNAの二重らせんを解きます。二次構造を取ったRNAなどをほどくこともあるそうです。DNAヘリカーゼはヒトで24種類あるといわれています。


その2.RNAポリメラーゼ(RNA polymerase)

1k83.jpg


ヌクレオチドを重合させて、RNAを合成する酵素です。
かなり複雑な形をしているように見えます。なぜなら、RNAポリメラーゼと呼ばれる酵素と、転写因子と呼ばれる補助タンパク質が共同で転写を行っているからです。
このRNAポリメラーゼ、実は、1種のコア酵素にある因子(非タンパク質性の分子)が結合して初めて酵素として機能するのです。こうした酵素のことを、ホロ酵素と呼びます。
コア酵素にどの因子が結合するかによって、転写される遺伝子の種類が決まります。


その3.ホスホヒドラターゼ、グアニルトランスフェラーゼ、2種のメチルトランスフェラーゼ

mRNA前駆体は、mRNAになるときにプロセシングを受けます。この過程で関与する酵素たちです。具体的には、mRNAのキャップ構造(*)を作るときに作用します。


*)キャップ構造-----
mRNAは、安定性を増すために、RNAを分解するエキソヌクレアーゼの作用を受けないように、mRNAの末端を修飾します。

mRNA前駆体の合成が完了する前に、末端リン酸基(ヌクレオシド三リン酸)がホスホヒドロラーゼの作用で取り除かれます。次に、グアニリルトランスフェラーゼによって、残った5’-二リン酸基がGTP分子のα-リン原子と反応して5’-5’三リン酸結合をつくります。こうして出来上がった構造はキャップとよばれています。
-----

その4.アミノアシル化酵素

tRNAは、タンパク質合成のときアミノ酸を運んできてくれますが、そのtRNAとアミノ酸を結びつけるための酵素です。tRNAと会合することによって、アミノ酸を特異的に認識します。ATPなど高エネルギー化合物の加水分解に共役して触媒作用を発現します。


その5.ペプチジルトランスフェラーゼ(peptidyl transferase)とよばれる酵素複合体

a-137g4.jpg


リボソーム内で、tRNAが運んできたアミノ酸を、次のtRNAが運んできたアミノ酸と共有結合させるときにはたらく酵素です。
これも、ATPなど高エネルギー化合物の加水分解に共役して触媒作用を発現します。


その6.特異的な酵素(名称不明)

タンパク質合成において、完成したペプチド鎖がリボソームを離れた後、特異的な酵素によって、ホルミル基(-CHO)や末端のメチオニンが取り除かれます。

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ざーっとしらべただけでも、あちこちで酵素が活躍していることがわかります。
単体で働く酵素、エネルギーを得てはじめて働く酵素、特定の因子と結合することで作用する酵素、他の酵素と合体している複合体酵素などなど、、、、、、、酵素の働き方も様々です。

明日はタンパク質合成に関与する酵素について、もう少し詳しい解説をする予定です。

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comments

生物史を勉強していくと、必ず「酵素」という言葉にあたります。DNAがその構造、役割がある程度ハッキリして(それなりに)理解しやすいのに対して、酵素・タンパク質はその機能・構造が複雑すぎていまだぼんやりした理解にとどまっています。
しかし、生物起源を考えた場合、
「酵素の存在はDNAの存在が前提であり、一方でDNAの存在は酵素の存在が前提である」というパラドクスがいまだ解明されていないようですね。

2,400種類もあるといわれる酵素が初期生命ではいくつくらいあり、それがどんな機能の酵素だったのか?このあたりが興味があります。

  • chai-nom
  • 2008年10月04日 20:08

DNAやRNA、タンパク質の「生成」に、協働作業が関係しているように思いましたが、実際どうなんでしょうか?協働作業する活動と、しない活動との、違いが何か気になりました。

それと、なぜ協働作業に着目されているのか?もう少し問題意識を鮮明にして頂けると助かります。

  • タニザキ
  • 2008年10月04日 20:11

chai-nomさん、コメントありがとうございます。

>「酵素の存在はDNAの存在が前提であり、一方でDNAの存在は酵素の存在が前提である」

私も、この一文、ウィキペディアで見ました!!
9/30の記事にもありますが、アミノアシル化酵素が、原初的な酵素らしいですね。
それとは別に、触媒作用を持つRNAも存在しているので、RNAワールドや、RNPワールドについて追求すると、分かってくるのかもしれません。
一緒に追求していきましょう~!!!

  • zakky
  • 2008年10月04日 22:44
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