pourbehesht
9th November 2013, 12:57 AM
RNA پلیمراز
http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png
http://vimb.ir/content/news/357/357l.jpg به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، پاتریک کرامر و همکارانش در دانشگاه Maximilians مونیخ به مدت 10 سال به بررسی ساختار RNA پلیمراز I (Pol I) (یک مهره مهم در ماشین تمام سلول ها) پرداخته اند و حالا ساختار سه بعدی این آنزیم را (با رزولوشن اتمی) آشکار کرده اند.
سلول های در حال رشد به طور فعال مقادیر زیادی از پروتئین را سنتز می کنند که به نوبه خود به تعداد زیادی از کارخانجات تولید پروتئین (موسوم به ریبوزوم) نیاز دارند. خود ریبوزوم ها شامل پروتئین هایی هستند که بر روی چارچوبی از RNA ریبوزومی سوار شده اند. در غیاب RNA های ریبوزومی، هیچ سنتز پروتئینی انجام نمی شود. بنابراین Pol I برای رشد سلولی یک ضربان ساز مرکزی است و بیش فعالی نابجای ریبوزوم مشخصه بسیاری از انواع سرطان است.
به رغم نقش محوری این آنزیم در سلول، درک ناچیزی از ساختارش بدست آمده است.Pol I (به عنوان یک ماشین مولکولی بسیار بزرگ و پیچیده) تا کنون نسبت به آنالیز های ساختاری با وضوح بالا و سنتی مقاوم بوده است. اما پاتریک کرامر (مدیر مرکز ژن LMU) و تیمش در حال حاضر معماری دقیق آن را نشان داده اند. محققان در آخرین شماره مجله Nature، ساختار کامل سه بعدی I Pol را به نحوی توضیح دادند که نه تنها به آنها اجازه می دهد تا همه 14 زیر واحد آن را مشخص کنند بلکه موقعیت حدود 35000 اتم (غیر هیدروژن) را نیز مشخص کردند. مدل به دست آمده بینش دقیقی از آنزیم فعال را ارائه داده است.
اشعه X ساختار بلوری را روشن می کند
دستیابی به این موفقیت نتیجه 10 سال کار طاقت فرسا بوده است که به ما آموخت، چگونه بلورهای آنزیمی با کیفیت بالا ، برای آنالیز ساختاری با وضوح بالا توسط پراش اشعه X رام شده اند. به گفته کرامر، اندازه و پیچیدگی Pol I این کار را بسیار دشوار کرده بود.کریستال ها از نسخه های زیادی از Pol Iپیچیده تشکیل شده بودندکه بطور متقارن در یک ساختار شبکه ای مرتب شده اند. هنگامی که چنین کریستالی در معرض پرتو اشعه X قرار بگیرد بخشی از تابش توسط اتم های پروتئین منحرف می شود. اشعه های پراکنده ممکن است همدیگر را تقویت و یا با هم تداخل داشته باشند.آنالیز ریاضی الگو و شدت نقاط پراش به حالت فضایی اتم ها در کمپلکس پروتئینی اجازه می دهد تا بازسازی شود.
نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل نشان داد برخی از تفاوت های ساختاری جالب بین Pol I و RNA پلیمراز II (Pol II) (مسئول سنتز RNA های پیامبر که به عنوان کپی فوری برای سنتز پروتئین عمل می کنند) را آشکار ساخت.کرامر ساختار Pol II را در سال 2000 (در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا) تعیین کرده بود.
مورد باز و بسته
Pol I، درداشتن چند عنصر اضافی در مرکز فعال (که در تنظیم آنزیم نقش دارند) با Pol II متفاوت است. آنها با تغییر فرم جایگاه فعال (که در یک شکاف عمیق قرار دارد) آن را قادر ساختند تا به یک فرم "باز" یا "بسته" سازگار شود. به نظر می رسد که آنزیم در حالت "باز" غیر فعال است. محققان نشان دادند که این پدیده باعث مهار شدن Pol I شده و در نتیجه از رشد و تکثیر سلول های کنترل نشده جلوگیری می کند. قابل تصور است که این مکانیسم ممکن است به عنوان هدفی برای توسعه داروهای جدید در نظر گرفته شودکه می تواند رشد تومور را به تاخیر بیاندازد. بنابراین این ساختار جدید می تواند راه را برای عوامل جدیدی در درمان سرطان باز کند.
در حال حاضر کرامر و دستیارانش توجه خود را به نحوه تشخیص ژن های هدف توسط پلیمراز ها معطوف کرده اند. هدف نهایی آنها این است که شرح کاملی از حوادثی را ارائه دهند که منجر به فعال شدن ژن تنها در زمانی می شود که محصول آن مورد نیاز سلول است.
مرجع:
Christoph Engel, Sarah Sainsbury, Alan C. Cheung, Dirk Kostrewa, Patrick Cramer. RNA polymerase I structure and transcription regulation. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12712
منبع : Vimb
http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png http://vimb.ir/resource/jquery.raty-2.4.5/img/star-off.png
http://vimb.ir/content/news/357/357l.jpg به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، پاتریک کرامر و همکارانش در دانشگاه Maximilians مونیخ به مدت 10 سال به بررسی ساختار RNA پلیمراز I (Pol I) (یک مهره مهم در ماشین تمام سلول ها) پرداخته اند و حالا ساختار سه بعدی این آنزیم را (با رزولوشن اتمی) آشکار کرده اند.
سلول های در حال رشد به طور فعال مقادیر زیادی از پروتئین را سنتز می کنند که به نوبه خود به تعداد زیادی از کارخانجات تولید پروتئین (موسوم به ریبوزوم) نیاز دارند. خود ریبوزوم ها شامل پروتئین هایی هستند که بر روی چارچوبی از RNA ریبوزومی سوار شده اند. در غیاب RNA های ریبوزومی، هیچ سنتز پروتئینی انجام نمی شود. بنابراین Pol I برای رشد سلولی یک ضربان ساز مرکزی است و بیش فعالی نابجای ریبوزوم مشخصه بسیاری از انواع سرطان است.
به رغم نقش محوری این آنزیم در سلول، درک ناچیزی از ساختارش بدست آمده است.Pol I (به عنوان یک ماشین مولکولی بسیار بزرگ و پیچیده) تا کنون نسبت به آنالیز های ساختاری با وضوح بالا و سنتی مقاوم بوده است. اما پاتریک کرامر (مدیر مرکز ژن LMU) و تیمش در حال حاضر معماری دقیق آن را نشان داده اند. محققان در آخرین شماره مجله Nature، ساختار کامل سه بعدی I Pol را به نحوی توضیح دادند که نه تنها به آنها اجازه می دهد تا همه 14 زیر واحد آن را مشخص کنند بلکه موقعیت حدود 35000 اتم (غیر هیدروژن) را نیز مشخص کردند. مدل به دست آمده بینش دقیقی از آنزیم فعال را ارائه داده است.
اشعه X ساختار بلوری را روشن می کند
دستیابی به این موفقیت نتیجه 10 سال کار طاقت فرسا بوده است که به ما آموخت، چگونه بلورهای آنزیمی با کیفیت بالا ، برای آنالیز ساختاری با وضوح بالا توسط پراش اشعه X رام شده اند. به گفته کرامر، اندازه و پیچیدگی Pol I این کار را بسیار دشوار کرده بود.کریستال ها از نسخه های زیادی از Pol Iپیچیده تشکیل شده بودندکه بطور متقارن در یک ساختار شبکه ای مرتب شده اند. هنگامی که چنین کریستالی در معرض پرتو اشعه X قرار بگیرد بخشی از تابش توسط اتم های پروتئین منحرف می شود. اشعه های پراکنده ممکن است همدیگر را تقویت و یا با هم تداخل داشته باشند.آنالیز ریاضی الگو و شدت نقاط پراش به حالت فضایی اتم ها در کمپلکس پروتئینی اجازه می دهد تا بازسازی شود.
نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل نشان داد برخی از تفاوت های ساختاری جالب بین Pol I و RNA پلیمراز II (Pol II) (مسئول سنتز RNA های پیامبر که به عنوان کپی فوری برای سنتز پروتئین عمل می کنند) را آشکار ساخت.کرامر ساختار Pol II را در سال 2000 (در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا) تعیین کرده بود.
مورد باز و بسته
Pol I، درداشتن چند عنصر اضافی در مرکز فعال (که در تنظیم آنزیم نقش دارند) با Pol II متفاوت است. آنها با تغییر فرم جایگاه فعال (که در یک شکاف عمیق قرار دارد) آن را قادر ساختند تا به یک فرم "باز" یا "بسته" سازگار شود. به نظر می رسد که آنزیم در حالت "باز" غیر فعال است. محققان نشان دادند که این پدیده باعث مهار شدن Pol I شده و در نتیجه از رشد و تکثیر سلول های کنترل نشده جلوگیری می کند. قابل تصور است که این مکانیسم ممکن است به عنوان هدفی برای توسعه داروهای جدید در نظر گرفته شودکه می تواند رشد تومور را به تاخیر بیاندازد. بنابراین این ساختار جدید می تواند راه را برای عوامل جدیدی در درمان سرطان باز کند.
در حال حاضر کرامر و دستیارانش توجه خود را به نحوه تشخیص ژن های هدف توسط پلیمراز ها معطوف کرده اند. هدف نهایی آنها این است که شرح کاملی از حوادثی را ارائه دهند که منجر به فعال شدن ژن تنها در زمانی می شود که محصول آن مورد نیاز سلول است.
مرجع:
Christoph Engel, Sarah Sainsbury, Alan C. Cheung, Dirk Kostrewa, Patrick Cramer. RNA polymerase I structure and transcription regulation. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12712
منبع : Vimb