Molekulaarinen tunnistaminen mRNA:n 5′-kapin tunnistaminen 3′-poly(A)-spesifisen ribonukleaasin (PARN) tunnistaminen eroaa muiden korkkia sitovien proteiinien tunnetuista vuorovaikutuksista

MRNA:n 5′-korkkirakenteella on keskeinen rooli eukaryoottisen translaation ja mRNA:n hajoamisen koordinoinnissa. Poly(A)-spesifinen ribonukleaasi (PARN) on dimeerinen eksoribonukleaasi, joka hajottaa tehokkaasti mRNA:n 3′:n poly(A)-hännät ja on samalla vuorovaikutuksessa mRNA:n 5′-korkin kanssa. Korkkiin sitoutuminen vahvistaa PARN:n toiminnan prosessinomaisuutta. Käytimme pintaplasmoniresonanssikineettistä analyysia, kvantitatiivisia tasapainofluoresenssititrauksia ja sirkulaaridikroismia tutkiaksemme PARN:n cap-sitoutumisominaisuuksia.

PARN:n 5′-korkin tunnistamisen molekyylimekanismin on osoitettu eroavan muiden tunnettujen korkkia sitovien proteiinien vuorovaikutuksista siten, että: i) 3′-degradoivan entsyymin 5′-korkkiin sitoutumisen biologinen aputoiminto toteutetaan PARN-dimeeri-alayksiköiden negatiivisella yhteistoiminnallisuudella; ii) ei-kulombiset vuorovaikutukset ovat tärkeimpiä kompleksinmuodostukseen vaikuttavia tekijöitä ja iii) PARN:llä on monipuolinen aktiivisuus korkin vaihtoehtoisia muotoja kohtaan. Nämä ominaisuudet edistävät deadenylaatioprosessin edellyttämän PARN-cap-kompleksin stabilointia. Tutkimuksemme tarjoavat johdonmukaisen biofysikaalisen perustan PARN-välitteisen 3′ mRNA:n deadenylaation prosessuaalisen mekanismin selvittämiselle ja tarjoavat uuden kehyksen 5′-kapin roolin tulkitsemiselle mRNA:n hajoamisessa.