Ostatnie badania prowadzone przez profesora Silke Leimkühler z University of Potsdam ujawniły nowe informacje na temat modyfikacji RNA (TRNA) Wykazali chłód (E. coli), koncentrując się na kluczowym enzymie zwanym MNMA. Odkrycia, opublikowane w czasopiśmie Nieorganikakwestionuj wcześniejsze przekonania o roli klastrów żelaza-siarfurowych w tym procesie, pokazując, że enzym MNMA działa tylko przy braku tych klastrów. Odkrycie to jest ważnym krokiem w zrozumieniu procesów molekularnych stojących za modyfikacją TRNA i może pomóc wyjaśnić, dlaczego procesy te różnią się w różnych gatunkach.
Naukowcy zbadali, w jaki sposób MNMA pomaga dodać siarkę do określonej części TRNA, procesu, który jest niezbędny, aby cząsteczka działała poprawnie w tłumaczeniu informacji genetycznej na białka. Modyfikacje siarki w niektórych pozycjach w TRNA zapewniają właściwe dopasowanie kodów genetycznych i pomagają utrzymać stabilność cząsteczki. Wcześniejsze badania sugerowały, że MNMA może zależeć od klastrów żelaza-sulfurowych dla tej modyfikacji, ale czy to prawda W E. coli był niejasny. U innych gatunków archaea termofilowa podobne enzymy potrzebują klastrów żelaza-siarfurowych, ale nie było pewne, czy zastosowano to do E. coli MnmA enzyme.
Naukowcy przeprowadzili szczegółowe eksperymenty, aby to wyjaśnić. Oczyszczyli MNMA z E. coli w obu warunkach z i bez tlenu i próbowali dodać klastry żelaza-sulfur do enzymu. Odkryli, że chociaż MNMA może wiązać klastry żelaza-siarki, posiadanie klastra faktycznie powstrzymuje prawidłowe działanie enzymu. W rzeczywistości MNMA działa najlepiej bez klastra, co wyjaśnia, że ten enzym nie wymaga klastrów żelaza E. coli. „Nasze badania dowodzą, że MNMA działa bez konieczności klastrów żelaza E. coli– powiedział profesor Leimkühler, podkreślając znaczenie wyników.
Naukowcy oczyszczyli również enzym MNMA z klastrami żelaza i siarfuru i bez nich i przetestowali jego zdolność do dodawania siarki do TRNA w warunkach laboratoryjnych. Aby to zrobić, używali TRNA ze specjalnego szczepu E. coli To nie może samodzielnie tworzyć klastrów żelaza-sulfurowych. Wyniki były jasne: tylko enzym MNMA bez klastrów żelaza-siarfurowych był w stanie wykonać transfer siarki. Gdy klaster był obecny, enzym nie zadziałał, potwierdzając, że klaster faktycznie blokuje proces modyfikacji.
Badanie wykazało również, że MNMA może wiązać się tylko z TRNA z własnego gatunku, a na tę zdolność nie ma wpływu na to, czy ma klastry żelaza-sulfurowe. To zachowanie specyficzne dla gatunku może wyjaśnić, dlaczego podobne enzymy w innych organizmach wymagają różnych warunków do funkcjonowania.
Ci badacze uważają, że te odkrycia mają szersze znaczenie poza zrozumieniem, jak E. coli fabryka. Modyfikacje takie jak badany są niezbędne do procesu wytwarzania białek. Kiedy coś pójdzie nie tak w tym procesie, może to prowadzić do problemów takich jak choroby. Na przykład u ludzi wady na podobnych ścieżkach były powiązane z chorobami, takimi jak cukrzyca i niektóre choroby mitochondrialne. Badanie to pomaga wyjaśnić jedną część układanki, pokazując, jak działa modyfikacja TRNA bez klastrów żelaza w bakteriach, torując drogę do dalszych badań w celu zrozumienia, w jaki sposób procesy te mogą różnić się pod względem innych gatunków lub w różnych warunkach środowiskowych. W szczególności wrażliwość na tlen może zapewnić regulacyjny sposób zapewnienia, że MNMA działa głównie w warunkach stresu tlenu, gdy tiolacje TRNA mogą mieć większe znaczenie w celu zapewnienia dokładnego rozszyfrowania kodu genetycznego, a zatem może zapewnić „przełącznik tlenu” Mechanizm regulacyjny.
Praca zespołu pokazuje, że MNMA w E. coli funkcjonuje dobrze bez klastrów żelaza-sulfurowych, a klastry te faktycznie utrudniają jego aktywność. To odkrycie pomaga rozwiązać debatę w społeczności naukowej i daje wyraźniejszy obraz mechanizmów molekularnych za modyfikacją TRNA w bakteriach. Te spostrzeżenia prawdopodobnie poprowadzą przyszłe badania dotyczące działania podobnych procesów u innych gatunków i jak te modyfikacje wpływają na większe procesy biologiczne zaangażowane w syntezę białek.
Referencje dziennika
Ogunkola, M., Wolff, L., Blue, EA, Duffus, Br, i Leimkühler, S. (2024). “W. 2-tiouridylasy 2-tiouridylasowe federalne inkuralne ucztę. ” Nieorganika12 (3), 67. doi: https://doi.org/10.3390/inorganics12030067
