Molecular recognition of mRNS 5′ cap by 3′ poly(A)-specifikus ribonukleáz (PARN) eltér a többi sapkakötő fehérje esetében ismert kölcsönhatásoktól

Az mRNS 5′ sapka szerkezete kulcsfontosságú szerepet játszik az eukarióta transzláció és az mRNS degradáció koordinálásában. A poli(A)-specifikus ribonukleáz (PARN) egy dimer exoribonukleáz, amely hatékonyan degradálja az mRNS 3′ poli(A)-farkát, miközben egyidejűleg kölcsönhatásba lép az mRNS 5′ sapkájával is. A sapkakötés felerősíti a PARN hatásának folyamatosságát. Felületi plazmon rezonancia kinetikai analízist, kvantitatív egyensúlyi fluoreszcencia titrálást és cirkuláris dichroizmust használtunk a PARN sapkakötő tulajdonságainak vizsgálatára.

Kimutattuk, hogy a PARN 5′ kupak felismerésének molekuláris mechanizmusa abban különbözik a többi ismert kupakkötő fehérje esetében megfigyelt kölcsönhatásoktól, hogy: i) a 3′ lebontó enzim 5′ kupakkötésének biológiai segédfunkciója a PARN dimer alegységek negatív kooperativitása révén valósul meg; ii) a komplexképződésben a nem-kulombikus kölcsönhatások a fő tényezők; és iii) a PARN sokoldalú aktivitással rendelkezik a kupak alternatív formáival szemben. Ezek a tulajdonságok hozzájárulnak a deadenilációs folyamatossághoz szükséges PARN-cap komplex stabilizálásához. Vizsgálataink következetes biofizikai alapot biztosítanak a PARN által közvetített 3′ mRNS-deadeniláció processzív mechanizmusának tisztázásához, és új keretet adnak az 5′ sapka mRNS-degradációban betöltött szerepének értelmezéséhez.