Moleculaire herkenning van mRNA 5′ cap door 3′ poly(A)-specifiek ribonuclease (PARN) verschilt van interacties bekend voor andere cap-bindende eiwitten

De mRNA 5′ cap structuur speelt een cruciale rol in de coördinatie van eukaryotische translatie en mRNA degradatie. Poly(A)-specifiek ribonuclease (PARN) is een dimeer exoribonuclease dat efficiënt mRNA 3′ poly(A) staarten afbreekt terwijl het tegelijkertijd interageert met de mRNA 5′ cap. De cap binding versterkt de processiviteit van PARN actie. We gebruikten oppervlakteplasmon resonantie kinetische analyse, kwantitatieve evenwichtsfluorescentie titraties en circulair dichroïsme om de cap bindende eigenschappen van PARN te bestuderen.

Het moleculaire mechanisme van 5′ cap herkenning door PARN is aangetoond te verschillen van interacties gezien voor andere bekende cap-bindende eiwitten in die zin dat: i) de aanvullende biologische functie van 5′ cap binding door het 3′ afbrekende enzym wordt bereikt door negatieve coöperativiteit van PARN dimer subeenheden; ii) niet-coulombische interacties belangrijke factoren zijn in de complexvorming; en iii) PARN veelzijdige activiteit heeft ten opzichte van alternatieve vormen van de cap. Deze karakteristieken dragen bij tot de stabilisatie van het PARN-cap complex die nodig is voor de deadenylatie processiviteit. Onze studies bieden een consistente biofysische basis voor de opheldering van het procesmechanisme van PARN-gemedieerde 3′ mRNA deadenylatie en bieden een nieuw kader om de rol van de 5′ cap in mRNA degradatie te interpreteren.