Рибозимы — катализаторы древнего мира
Рибозимы — не совсем ферменты: по своей химической природе это не белки, а тоже молекулы РНК, только выполняющие специальные функции. Они служат катализаторами при расщеплении и сшивании других молекул РНК. У рибозимов есть интересная особенность: максимум их активности приходится на низкие температуры. То есть они фактически обеспечивают низкотемпературный катализ.
Свойства рибозимов новосибирские исследователи проверили экспериментально. Они работали с так называемым «шпилечным рибозимом», который содержится в вирусе табачной мозаики. Эта ферментная РНК «собирает» в заданном порядке геномную РНК вируса, нарезая и сшивая участки молекулы РНК, которые синтезируются из нуклеотидов на ее цепи. Ученые синтезировали участок РНК вируса табачной мозаики, очистили от примесей, добавили в получившийся раствор немного рибозима и инкубировали пробы при разной температуре.
Когда они сравнили, что получилось, оказалось, что количество вновь синтезированной РНК находится в обратной зависимости от температуры раствора. При положительной температуре рибозим только расщеплял нуклеотидную цепочку, а сшивал кусочки очень неэффективно, в результате в растворе образовалось не более 4% новых продуктов. А при температуре минус 10 градусов фермент расщеплял РНК и сшивал ее в новом порядке, так что «неиспользованных» деталей практически не оставалось. По мнению ученых, рибозим начинает активно работать из-за дегидратации раствора при его охлаждении. При обычной температуре можно добиться такого же эффекта, введя в реакционную смесь спирты.
Рисунок из статьи
Ligation activity of fragmented ribozymes in frozen solution: implications for the RNA world.
Alexander V. Vlassov, Brian H. Johnston, Laura F. Landweber and Sergei A. Kazakov.
[url=http://nar.oxfordjournals.org/cgi/content/full/32/9/2966#GKH601F5]Nucleic Acids Research, 2004, Vol. 32, No. 9 2966-2974[/url]
Ученые считают, что именно исследуемый ими феномен — низкотемпературный катализ — был двигателем эволюции в ту пору, когда жизнь только возникла. Они ожидают, что такую особенность рибозимов можно будет использовать для низкотемпературного синтеза веществ, подавляющих нежелательные гены, и в химическом анализе, когда промежуточные продукты реакций неустойчивы при нормальной температуре.
Источник информации: Доклады академии наук, 2005, т. 42, №3.
«Информнаука»