Inligting

Is alle ensieme proteïene?

Is alle ensieme proteïene?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

So deur my opleiding en navorsingsloopbaan is ek geleer dat alle ensieme proteïene is. Dit maak sin as jy ensiemdenaturering en vou/vorm ens oorweeg. Ek is egter onlangs deur 'n biologieprofessor vertel dat in werklikheid nie alle ensieme proteïene is nie - en hy het verwys na die RNA-wêreldhipotese en rRNA's.

Kan iemand verder verduidelik hoe presies 'n rRNA (of soortgelyk) as 'n ensiem beskou kan word (of nie) en of alle ensieme proteïene is, ens.

Dankie!


Vrywaring

Ek het gestem om hierdie vraag toe te maak aangesien dit my opgeval het dat hy deur die plakkaat die towerwoord 'ribosiem' te gee, maklik vir homself kon verifieer dat die antwoord op die vraag in sy titel “Nee” was. Aangesien hierdie vraag egter antwoorde ontvang het wat ek verkeerd of misleidend vind, verskaf ek my eie antwoord om die rekord reg te stel.

Geskiedenis en Terminologie

Alhoewel ek nie noodwendig inskrywings in Wikipedia as gesaghebbend sou beskou nie, is wetenskaplike datums nie besonder omstrede nie, daarom verwys ek die leser na die inskrywings oor Ensiem en Proteïen vir die volgende:

  • Daar word gesê dat die eerste ensiem wat ontdek is, diastase was, in 1833, hoewel die teenkanting van Pasteur teen die idee van metaboliese aktiwiteit buite lewende dinge die erkenning hiervan vertraag het. Die woord ensiem is in 1877 uit die Grieks geskep, wat "in gis" beteken. Die katalitiese aktiwiteit van die ensieme van fermentasie is intensief bestudeer in die laat 19de en vroeë 20ste eeu, en het in 1907 uitgeloop op Buchner se Nobelprys in Chemie.
  • Alhoewel proteïene in die 18de eeu herken is en in 1838 deur Berzelius benoem is, is hul chemie as polipeptiede eers in 1902 gevestig, en dit was eers in 1926 dat Sumner vasgestel het dat urease 'n proteïen is.

Daarom is die woord ensiem en die konsep van sy aktiwiteit bekendgestel lank voor die chemiese aard van die meeste ensieme as proteïene vasgestel is, en daarom is die plakkaat korrek in nie insluitend proteïen in die definisie van ensiem. Dit is ook korrek om te praat oor die latere ontdekking van ensieme wat RNA eerder as proteïen is, ten spyte van die feit dat laasgenoemde 'n algemene opvatting wat vir meer as 'n halfeeu gegeld het, verwar het. Daar word inderdaad na RNA-ensieme verwys met 'n spesiale benaming - ribosime - net soos die meeste lede van die genus Cygnus word na verwys as swane, maar Cygnus atratus word gewoonlik na verwys as swart swane.

RNA ensieme (ribosime)

'n Perfekte voorbeeld van 'n RNA-ensiem sou een wees wat natuurlik was aktief in die afwesigheid van proteïen en gewys het katalitiese aktiwiteit teen 'n duidelike substraat. Vanaf 2002, toe die onderwerp deur Thomas Cech hersien is – wat saam met Sidney Altman die Nobelprys in Chemie ontvang het vir die ontdekking van die eerste ribosiem in 1962 – was daar nie sulke natuurlike voorbeelde nie.

  • Die tipe katalitiese RNA wat deur Cech ontdek is - die self-splysende introne van Tetrahymena is heeltemal vry van proteïene, maar werk op die pre-mRNA wat hulle bevat.
  • Nog 'n tipe katalitiese RNA, geïllustreer deur die ribonuklease-P wat deur Altman ontdek is, is aktief teen 'n substraat wat van homself verskil - 'n voorloper tRNA - bevat proteïen sowel as RNA. As die proteïen egter onder toepaslike toestande van RNase-P verwyder word, behou die RNA-komponent katalitiese aktiwiteit.

Ten spyte van hierdie beperkings - en die feit dat die enigste reaksies wat gekataliseer word, splitsing en afbinding van RNA is - sou ek dit as duidelike voorbeelde van RNA-ensieme genoem het as ek die professor was aan wie die plakkaat sy vraag gerig het. Ribosomale RNA het waarskynlik katalitiese aktiwiteit, maar is minder duidelik, soos ek hieronder verduidelik.

Die 'RNA World' en RNA katalise van ander tipes reaksies

Een van die resultate van die ontdekking was katalitiese RNA in die vroeë 60's, was dat dit vlees gegee het aan 'n idee wat sommige van die probleme van die vroeë evolusie van biochemiese prosesse – veral die interafhanklikheid van proteïen en nukleïensuur – opgelos het. Dit was 'n 'RNA-wêreld' waarin RNS beide as genetiese materiaal gedien het (voordat DNA ontwikkel het) en die ensieme vir die uitvoering van biochemiese reaksies, insluitend dié van proteïensintese. Die enigste reaksies wat egter deur die kontemporêre RNA-ensieme gekataliseer is wat gekenmerk is, was die splitsing of afbinding van RNA self.

'n Mens kan argumenteer dat ander katalitiese reaksies deur proteïene oorgeneem is toe hulle na vore gekom het, aangesien dit meer doeltreffend was, ens., maar die vraag bly staan ​​of RNA die potensiaal het om sulke reaksies te kataliseer. Een stap in daardie rigting was om kunsmatig oligoribonukleotiede (aptamere) te selekteer op grond van hul vermoë om bepaalde klein molekules te bind. Daar is ook berigte dat 'n klein sintetiese RNA die aminoasilasie van AMP-geaktiveerde tRNA vir phe kan kataliseer.

Die peptidieltransferase-aktiwiteit van rRNA

Dit is in die konteks van wat ek hierbo geskryf het dat die moontlike katalitiese aktiwiteit van rRNA beskou moet word.

  • Die betrokke reaksie is dié van die peptidieltransferase (hieronder). Daar is geen ander voorbeelde van RNA-kataliserende reaksies behalwe RNA-hidrolise en afbinding nie
  • Die implikasies vir die 'RNA World' hipotese (dit is nie universeel aanvaar) is sodanig dat - alhoewel ek dit persoonlik bevoordeel (en vir studente daaroor gedoseer het met betrekking tot ribosome) - 'n mens baie versigtig moet wees om nie toe te laat dat dit jou wetenskaplike oordeel vertroebel nie.

Die bewyse vir die peptidieltransferase (PT) aktiwiteit van die groot ribosomale RNA (23S rRNA in E coli, 28S rRNA in H.sapiens) is as volg:

  • Herhaalde pogings om spesifieke ribosomale proteïene met PT-aktiwiteit te assosieer het misluk en baie individuele ribosomale proteïene kon geskrap word uit E coli ribosome sonder om die PT-aktiwiteit af te skaf
  • Affiniteitsetikette van substrate van die PT-reaksie was geneig om RNA eerder as proteïen te merk.
  • Die PT-sentrum is in die driedimensionele struktuur van 23S rRNA geleë deur kristallisasie met analoog van die reaksie-tussenmiddel. Geen proteïene is in die omgewing hiervan nie.

Dit argumenteer sterk dat die PT-aktiwiteit van die ribosoom in die 23S rRNA lê - maar kan nie as 'n streng bewys beskou word nie. Nie verbasend nie, is daar getoon dat geen proteïenvrye RNA of fragment daarvan die PT-reaksie tussen die klein substraatanaloë wat hiervoor gebruik kan word, kan kataliseer nie.

Ek glo self toevallig dat die ribosoom 'n ribosiem is - vir die bietjie wat dit werd is - maar ek sal nooit die ribosoom voorhou as 'n voorbeeld van 'n ribosiem, wanneer soveel beters bestaan ​​nie.


Tot die laat 1980's is geglo dat alle ensieme* proteïene was, en is dikwels gedefinieer as proteïen katalisators, dikwels in handboeke wat dikwels nie perfekte voorstellings van wetenskap is nie. Op daardie stadium was elke makromolekulêre biologiese katalisator wat bekend was 'n proteïen, so hulle het gedink alle makromolekulêre katalisators is proteïene. Maar die ontdekking van ribosime (RNA-stringe wat as katalisators optree) het dit verander. Die ontdekking dat een van die bekendste ensieme ribosome hul funksionele komponente uit RNA en nie proteïene het nie, het ook 'n faktor gespeel.

NOU ensieme word oor die algemeen gedefinieer as makromolekulêre biologiese katalisators en sluit ribosime in. Maar ouer werke of verouderde handboeke sal steeds na ensieme verwys as slegs proteïene, maar nuwer werke sal nie. Moenie moedeloos voel nie Ek is aanvanklik dieselfde ding geleer, en dit het vir 'n paar jaar in die kollege aangehou. Deel hiervan is dat elke opeenvolgende stap in onderwys geneig is om agter te bly en/of vereenvoudig in wetenskaplike kennis te kom. Handboekvervaardigers is nie te besorg oor swak frasering of verouderde definisies nie en word selde deur wetenskaplikes geskryf.

*in sy objekvorm, oorspronklik en vir 'n redelike lang tyd verwys ensiem na die proses nie die agent wat verantwoordelik is nie, want die agent was onbekend.


Dit hang af van hoe jy "ensiem" definieer. Wiktionary sê 'n ensiem is:

'n Globulêre proteïen wat 'n biologiese chemiese reaksie kataliseer.

Wikipedia sê:

Ensieme is makromolekulêre biologiese katalisators.

Die eerste definisie sluit dus alles behalwe proteïene uit en die tweede laat ook ander groot biologiese molekules toe wat reaksies kataliseer.

Die belangrike kernbetekenis is dié van 'n biomolekule wat 'n reaksie kataliseer, en die beperking tot slegs proteïene is ietwat arbitrêr. Die verwagting vir dekades was dat ensieme (bio-katalisators) proteïene was omdat almal wat ontdek is in werklikheid proteïene was. Daarom het die ouer definisie "proteïen" as deel van die definisie ingesluit.

Sodra dit ontdek is dat sommige RNA-molekules ook ensiematiese werking het ('n ontdekking wat in 1989 met 'n Nobelprys bekroon is), het baie die vergrote definisie vir "ensiem" gebruik aangesien die ensiematiese werking van RNA belangrik is. Wanneer spesifiek na RNA-katalisatore verwys word, word die term "ribosiem" tipies gebruik.

Heelwat ribosime is nou ontdek. 'n Belangrike en bekende een is rRNA, wat die kern van die ribosoom vorm en die katalitiese plekke verskaf wat nodig is vir translasie van mRNA in proteïen. 'n Ander ribosiem is Ribonuklease P. Groep I-katalitiese introne is 'n soort intron wat as 'n ribosiem optree wie se aksie is om homself uit die RNA-transkripsie van 'n geen te splits sodat 'n volwasse mRNA gevorm kan word.