| |
| Nama | |
|---|---|
| Nama IUPAC
Metil (2S)-4-(3,4′′-dimetil-3H-imidazo[1′′,2′′:1,2]inosin-5′′-il)-2-[(metoksikarbonil)amino]butanoat
| |
| Nama IUPAC sistematik
Metil (2S)-4-{3-[(2R,3R,4S,5R)-3,4-dihidroksi-5-(hidroksimetil)oksolan-2-il]-4,6-dimetil-9-okso-4,9-dihidro-3H-imidazo[1,2-a]purin-7-il}-2-[(metoksikarboiyl)amino]butanoat | |
| Pengecam | |
Imej model 3D Jmol
|
|
| Singkatan | yW |
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
PubChem CID
|
|
| UNII | |
CompTox Dashboard (EPA)
|
|
| |
| |
| Sifat | |
| C21H28N6O9 | |
| Jisim molar | 508.49 g·mol−1 |
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
| Rujukan kotak info | |
Dalam biokimia, wibutosina (yW) ialah nukleosida RNA pemindahan fenilalanina banyak diubah suai yang menstabilkan interaksi antara kodon dan antikodon semasa sintesis protein.[1][2] Memastikan sintesis protein yang tepat adalah penting dalam mengekalkan kesihatan kerana kecacatan dalam pengubahsuaian tRNA boleh menyebabkan penyakit. Dalam organisma eukariot, ia hanya terdapat pada kedudukan 37, 3'-bersebelahan dengan antikodon, bagi tRNA fenilalanina. Wibutosina membolehkan terjemahan yang betul melalui penstabilan pasangan asas kodon-antikodon semasa proses pengekodan.[3]
Laluan biosintetik
Menggunakan model S. cerevisiae, laluan biosintetik wibutosina telah dicadangkan. Meneruskan proses multienzim, langkah pertama sintesis melibatkan enzim N1-metiltransferase TRM5 yang memetilkan tapak G37 fenilalanina tRNA dan menukarkannya kepada m1G37. Kemudian, m1G37 bertindak sebagai substrat enzim TYW1 dan, menggunakan piruvat sebagai sumber 3 atom karbon, membentuk teras trisiklik wibutosina dengan flavin mononukleotida (FMN) sebagai kofaktor. Enzim TYW2 kemudiannya memindahkan kumpulan α-amino-α-karboksipropil daripada Ado-Met, substrat biasa yang terlibat dalam pemindahan kumpulan metil, ke rantai sisi sisi pada kedudukan C-7 yW-187 untuk membentuk yW-86. TYW3 bertindak sebagai pemangkin pemetilan N-4 yW-86 untuk menghasilkan yW-72. TYW4 dan karboksimetiltransferase yang bergantung kepada Ado-Met kemudian metilasi kumpulan α-karboksi yW-72 untuk memberikan yW-57. Akhirnya, dengan fungsi kedua TYW4 yang diramalkan atau faktor lain yang tidak dikenal pasti, metoksikarbonilasi kumpulan α-amino rantai sisi yW-58 memberikan wybutosin.[4]
Wibutosina telah disintesis secara kimia.[5][6]
Pengubahsuaian hiper dan peranan dalam penstabilan RNA
Wibutosina dan nukleosida tidak semula jadi lain telah dicadangkan untuk membawa kepada hasil tunggal hiperubah suai. Hiperpengubahsuaian pada kedudukan 37 tRNAPhe ini mungkin membenarkan interaksi susun asas yang memainkan peranan penting dalam penyelenggaraan bingkai bacaan.[7] Melalui kumpulan aromatiknya yang besar, interaksi susun dengan pangkalan bersebelahan A36 dan A38 dipertingkatkan, yang membantu menyekat fleksibiliti antikodon.[8] Telah didapati bahawa apabila tRNAPhe kekurangan wybutosin, peningkatan pemindahan kerangka berlaku. Secara amnya, pengubahsuaian pada kedudukan 37 menghalang pasangan bes dengan nukleotida jiran dengan membantu mengekalkan dan membuka konformasi gelang serta menghasilkan gelung antikodon untuk penyahkodan. Pengubahsuaian wibutosina tRNAPhe didapati dipelihara dalam arkea dan eukaria tetapi tidak ditemui dalam bakteria. Kajian dari 1960-an dan 1970-an menyatakan bahawa banyak mutasi boleh membawa kepada masalah dalam ketepatan translasi. Kajian lanjut mengenai mekanisme yang terlibat dalam ketepatan translasi mendedahkan kepentingan pengubahsuaian pada kedudukan 34 dan 37 tRNA. Tanpa mengira spesies, tapak tRNA ini hampir selalu diubah suai. Fakta bahawa wibutosina dan pelbagai terbitannya hanya ditemui pada kedudukan 37 mungkin menunjukkan sifat kodon fenilalanina, UUU dan UUC, dan kecenderungan mereka bagi gelinciran ribosom.[9] Ini telah membawa kepada andaian bahawa pengubahsuaian tRNAPhe pada kedudukan 37 berkorelasi dengan jumlah jujukan licin poliuridina yang terdapat dalam genom.[10]
Potensi pemindahan kerangka
Peranan wibutosina dalam pencegahan anjakan kerangka telah menimbulkan beberapa persoalan tentang kepentingannya, kerana terdapat strategi lain selain pengubahsuaian yW untuk mengelakkan perkara sama. Dalam Drosophila, tiada pengubahsuaian pada kedudukan 37 tetapi ada pada mamalia. Untuk menjelaskan kebolehubahan ini, idea tentang potensi anjakan kerangka telah muncul. Ini menunjukkan bahawa sel menggunakan anjakan sebagai mekanisme untuk mengawal diri mereka dan bukannya cuba mengelakkan anjakan pada setiap masa.[11] Telah dicadangkan bahawa anjakan kerangka boleh digunakan dalam cara yang diprogramkan, mungkin untuk meningkatkan kepelbagaian pengekodan.
Rujukan
- ^ "Biosynthesis of wybutosine, a hyper-modified nucleoside in eukaryotic phenylalanine tRNA". EMBO J. 25 (10): 2142–54. 2006. doi:10.1038/sj.emboj.7601105. PMC 1462984. PMID 16642040.
- ^ Perche-Letuvée, Phanélie; Molle, Thibaut; Forouhar, Farhad; Mulliez, Etienne; Atta, Mohamed (2 December 2014). "Wybutosine biosynthesis: Structural and mechanistic overview". RNA Biology. 11 (12): 1508–1518. doi:10.4161/15476286.2014.992271. PMC 4615248. PMID 25629788.
- ^ Suzuki, Yoko; Noma, Akiko; Suzuki, Tsutomu; Senda, Miki; Senda, Toshiya; Ishitani, Ryuichiro; Nureki, Osamu (October 2007). "Crystal Structure of the Radical SAM Enzyme Catalyzing Tricyclic Modified Base Formation in tRNA". Journal of Molecular Biology. 372 (5): 1204–1214. doi:10.1016/j.jmb.2007.07.024. PMID 17727881.
- ^ a b Young, Anthony P.; Bandarian, Vahe (2018). "TYW1: A Radical SAM Enzyme Involved in the Biosynthesis of Wybutosine Bases". Radical SAM Enzymes. Methods in Enzymology. 606. m/s. 119–153. doi:10.1016/bs.mie.2018.04.024. ISBN 978-0-12-812794-0. PMC 6448148. PMID 30097090.
- ^ "Practical synthesis of wybutosine, the hypermodified nucleoside of yeast phenylalanine transfer ribonucleic acid". Chem. Pharm. Bull. 50 (4): 530–3. 2002. doi:10.1248/cpb.50.530. PMID 11964003.
- ^ "Total synthesis of the hypermodified RNA bases wybutosine and hydroxywybutosine and their quantification together with other modified RNA bases in plant materials". Chemistry: A European Journal. 19 (13): 4244–8. 2013. doi:10.1002/chem.201204209. PMID 23417961.
- ^ Helm, M; Alfonzo, JD (2014). "Posttranscriptional RNA Modifications: playing metabolic games in a cell's chemical Legoland". Chem. Biol. 21 (2): 174–85. doi:10.1016/j.chembiol.2013.10.015. PMC 3944000. PMID 24315934.
- ^ Stuart, JW; Koshlap, KM; Guenther, R; Agris, PF (2003). "Naturally-occurring modification restricts the anticodon domain conformational space of tRNA(Phe)". J Mol Biol. 334 (5): 901–18. doi:10.1016/j.jmb.2003.09.058. PMID 14643656.
- ^ Christian, T; Lahoud, G; Liu, C; Hou, YM (2010). "Control of catalytic cycle by a pair of analogous tRNA modification enzymes". J Mol Biol. 400 (2): 204–17. doi:10.1016/j.jmb.2010.05.003. PMC 2892103. PMID 20452364.
- ^ Jackman, JE; Alfonzo, JD (2013). "Transfer RNA modifications: nature's combinatorial chemistry playground". Wiley Interdiscip Rev RNA. 4 (1): 35–48. doi:10.1002/wrna.1144. PMC 3680101. PMID 23139145.
- ^ Waas, William F.; Druzina, Zhanna; Hanan, Melanie; Schimmel, Paul (September 2007). "Role of a tRNA Base Modification and Its Precursors in Frameshifting in Eukaryotes". Journal of Biological Chemistry. 282 (36): 26026–26034. doi:10.1074/jbc.m703391200. PMID 17623669.