Ribonuklease H

ribonuklease H
Struktur kristalografi RNase H E. coli[1]
Pengenal pasti
Nombor EC3.1.26.4
Nombor CAS9050-76-4
Pangkalan data
IntEnzLihat IntEnz
BRENDAEntri BRENDA
ExPASyLihat NiceZyme
KEGGEntri KEGG
MetaCycLaluan metabolik
PRIAMProfil
Struktur PDBRCSB PDB
PDBj
PDBe
PDBsum
Ontologi genAmiGO / EGO
ribonuklease H retrovirus
Pengenal pasti
Nombor EC3.1.26.13
Pangkalan data
IntEnzLihat IntEnz
BRENDAEntri BRENDA
ExPASyLihat NiceZyme
KEGGEntri KEGG
MetaCycLaluan metabolik
PRIAMProfil
Struktur PDBRCSB PDB
PDBj
PDBe
PDBsum

Ribonuklease H (disingkat RNase H atau RNH) ialah keluarga enzim endonuklease bukan jujukan khusus yang memangkinkan pembelahan RNA dalam substrat RNA/ DNA melalui mekanisme hidrolisis. Ahli keluarga RNase H boleh ditemui dalam hampir semua organisma, daripada bakteria ke akrea serta eukariot.

Keluarga ini dibahagikan kepada kumpulan berkaitan evolusi dengan keutamaan substrat yang sedikit berbeza, ribonuklease H1 dan H2 yang ditetapkan secara umum.[2] Genom manusia mengekod kedua-dua H1 dan H2. Ribonuklease H2 manusia ialah kompleks heterotrimer yang terdiri daripada tiga subunit, dengan mutasi dalam mana-mana daripadanya adalah antara punca genetik penyakit jarang jumpa dikenali sebagai sindrom Aicardi-Goutières. Jenis ketiga, berkait rapat dengan H2, hanya terdapat dalam beberapa prokariot,[3] manakala H1 dan H2 wujud dalam semua domain kehidupan.[3] Selain itu, domain ribonuklease H retrovirus seperti RNase H1 wujud dalam protein transkripase terbalik multidomain, dikodkan oleh retrovirus seperti HIV, dan diperlukan dalam replikasi virus.[4][5]

Dalam eukariota, ribonuklease H1 terlibat dalam replikasi DNA genom mitokondria. Kedua-dua H1 dan H2 terlibat dalam tugas penyelenggaraan genom seperti pemprosesan struktur gelung R.[2][6]

Pengelassan dan tatanama

[sunting | sunting sumber]

Ribonuklease H ialah keluarga enzim endonuklease dengan kekhususan substrat yang dikongsi untuk untaian RNA dupleks RNA-DNA. Secara definisi, RNase H membelah ikatan fosfodiester tulang belakang RNA untuk meninggalkan kumpulan 3' hidroksil dan 5' fosfat.[6] RNase H telah dicadangkan sebagai ahli superkeluarga berkaitan evolusi yang merangkumi nuklease lain dan enzim pemprosesan asid nukleik seperti integrase retrovirus, transposase DNA, resolvase simpang Holliday, protein Piwi dan Argonaute, pelbagai eksonuklease, dan protein spliseosom, Prp8.[7][8]

RNase H boleh dibahagikan secara meluas kepada dua subjenis, H1 dan H2, dengan atas sebab sejarah, diberi sebutan angka Arab dalam eukariot dan sebutan angka Rom dalam prokariot. Oleh itu, Escherichia coli RNase HI ialah homolog Homo sapiens RNase H1.[2][6] Dalam E. coli dan banyak prokariot lain, gen rnhA mengekod HI dan gen rnhB mengekod HII. Kelas ketiga berkaitan, dipanggil HIII, wujud dalam beberapa bakteria dan arkea; ia berkait rapat dengan enzim HII prokariot.[3]

Struktur

[sunting | sunting sumber]
Perbandingan struktur protein ribonuklease H perwakilan daripada setiap subjenis. Dalam protein E. coli (kuning, kiri atas), empat sisa tapak aktif yang dipelihara ditunjukkan sebagai sfera. Dalam protein H. sapiens, teras struktur biasa antara subjenis H1 dan H2 ditunjukkan dalam warna merah. Struktur diberikan daripada: E. coli, PDB: 2RN2​ T. maritima, PDB: 303F​ B. stearothermophilus, PDB: 2D0B​ H. sapiens H1, PDB: 2QK9​ H. sapiens, PDB: 3P56​

Struktur RNase H biasanya terdiri daripada β-helaian 5 untai yang dikelilingi oleh taburan α-heliks.[9] Semua RNase H mempunyai tapak aktif yang berpusatkan motif jujukan terpelihara yang terdiri daripada sisa aspartat dan glutamat, sering dirujuk sebagai motif DEDD. Sisa-sisa ini berinteraksi dengan ion magnesium yang diperlukan dalam pemangkinan.[6][4]

RNase H2 lebih besar daripada H1, dan biasanya mempunyai heliks tambahan. Organisasi domain enzim berbeza-beza; sesetengah ahli kumpulan H1 prokariot dan eukariot kebanyakan mempunyai domain kecil tambahan di terminal N yang dikenali sebagai "domain pengikatan hibrid" yang memudahkan pengikatan kepada dupleks hibrid RNA:DNA dan kadangkala memberikan peningkatan proses.[2][6][10] Walaupun semua ahli kumpulan H1 dan ahli prokariot kumpulan H2 berfungsi sebagai monomer, enzim H2 eukariot ialah heterotrimer wajib.[2][6] Enzim HIII prokariot ialah ahli kumpulan H2 yang lebih luas, dan berkongsi kebanyakan ciri struktur dengan H2, dengan penambahan domain pengikat kotak TATA terminal N.[6] Domain RNase H retrovirus yang wujud dalam protein transkripase terbalik multidomain mempunyai struktur yang hampir menyerupai kumpulan H1.[4]

RNase H1 telah dikaji secara meluas untuk meneroka hubungan antara struktur dan aktiviti enzim. Ia juga digunakan, terutamanya homolog E. coli, sebagai sistem model untuk mengkaji lipatan protein.[11][12][13] Dalam kumpulan H1, satu hubungan telah dikenal pasti antara pertalian pengikat substrat yang lebih tinggi dengan kehadiran elemen struktur yang terdiri daripada gelung heliks dan fleksibel yang menyediakan permukaan pengikat substrat yang lebih besar dan berbes. Heliks C mempunyai taburan taksonomi bertaburan; ia terdapat dalam homolog E. coli dan RNase H1 manusia, manakala tiada dalam domain HIV RNase H, tetapi contoh domain retrovirus dengan heliks C memang wujud.[14][15]

Fungsi

[sunting | sunting sumber]

Enzim ribonuklease H membelah ikatan fosfodiester RNA dalam dwiuntai hirbid RNA:DNA, meninggalkan kumpulan 3' hidroksil dan 5' fosfat di kedua-dua hujung tapak potong dengan mekanisme pemangkinan dua ion logam, di mana dua kation dwivalen seperti Mg2+ dan Mn2+, mengambil bahagian secara langsung dalam fungsi pemangkinan.[16] Bergantung kepada perbezaan dalam jujukan asid amino mereka, RNase H ini dikelaskan kepada jenis 1 dan jenis 2.[6][17] Jenis 1 terdiri daripada jenis RNase H1 prokariot dan eukariot, dan RNase H retrovirus. Jenis 2 pula diwakili RNase H2 prokariot dan eukariot, dan RNase H3 bakteria. RNase H ini wujud dalam bentuk monomer, kecuali RNase H2 eukariot yang wujud dalam bentuk heterotrimer.[18][19] RNase H1 dan H2 mempunyai keutamaan substrat, dengan fungsi yang berbeza tetapi bertindih dalam sel. Dalam prokariot dan eukariot darjat rendah, kedua-dua enzim tidak penting, manakala kedua-duanya dipercayai penting dalam eukariot darjat lebih tinggi.[2] Aktiviti gabungan kedua-dua enzim H1 dan H2 dikaitkan dengan pengekalan kestabilan genom disebabkan penguraian enzim komponen RNA bagi gelung R.[20][21]

Ribonuklease H1

[sunting | sunting sumber]
Pengenal pasti
SimbolRNase H
PfamPF00075
Klan PfamCL0219
InterProIPR002156
PROSITEPS50879

Enzim Ribonuklease H1 memerlukan sekurang-kurangnya empat pasangan bes yang mengandungi ribonukleotida dalam substrat dan tidak boleh mengeluarkan satu ribonukleotida daripada helai yang sebaliknya terdiri daripada deoksiribonukleotida. Atas sebab ini, dianggap tidak mungkin enzim RNase H1 terlibat dalam pemprosesan primer RNA daripada serpihan Okazaki semasa replikasi DNA.[2] RNase H1 tidak penting dalam organisma unisel di mana ia telah disiasat; dalam E. coli, organisma kalah mati RNase H1 memberikan fenotip sensitif suhu,[6] dan dalam S. cerevisiae, ia menghasilkan kecacatan dalam tindak balas tekanan.[22]

Dalam kebanyakan eukariot termasuk mamalia, gen RNase H1 termasuk jujukan penyasaran mitokondria yang membawa kepada ekspresi isoform dengan dan tanpa kehadiran MTS. Akibatnya, RNase H1 disetempatkan di kedua-dua mitokondria dan nukleus. Dalam model tikus kalah mati, mutan sifar RNase H1 maut semasa embriogenesis disebabkan oleh kecacatan dalam mereplikasi DNA mitokondrion.[2][23][24] Kecacatan dalam replikasi DNA mitokondrion oleh kehilangan RNase H1 mungkin disebabkan oleh kecacatan dalam pemprosesan gelung R.[21]

Ribonuklease H2

[sunting | sunting sumber]
Pengenal pasti
SimbolRNase HII
PfamPF01351
Klan PfamCL0219
InterProIPR024567

Dalam prokariot, RNase H2 ialah enzim aktif sebagai protein monomer. Dalam eukariot, ia merupakan heterotrimer wajib yang terdiri daripada subunit pemangkin A dan subunit struktur B dan C. Walaupun subunit A hampir homolog dengan RNase H2 prokariot, subunit B dan C tidak mempunyai homolog yang jelas dalam prokariot, dan kurang terpelihara dalam jujukan walaupun dalam kalangan eukariot.[25][26] Subunit B mengantara interaksi protein-protein antara kompleks H2 dan PCNA yang menyetempatkan H2 kepada fokus replikasi.[27]

Kedua-dua enzim H2 prokariot dan eukariot boleh membelah ribonukleotida tunggal dalam untaian.[2] Bagaimanapun, ia mempunyai corak belahan dan keutamaan substrat yang sedikit berbeza: enzim prokariot mempunyai keprosesan yang lebih rendah, dan menghidrolisis ribonukleotida berturutan dengan lebih cekap daripada ribonukleotida dengan deoksiribonukleotida 5', manakala enzim eukariot memiliki keprosesan lebih tinggi, dan menghidrolisis kedua-dua jenis substrat dengan kecekapan yang sama.[2][26] Kekhususan substrat RNase H2 memberikannya peranan dalam pembaikan pemotongan ribonukleotida, mengeluarkan ribonukleotida tersalah letak daripada DNA, sebagai tambahan kepada pemprosesan gelung R.[28][29][27] Walaupun kedua-dua H1 dan H2 terdapat dalam nukleus sel mamalia, H2 ialah sumber dominan aktiviti RNase H di sana, dan penting untuk mengekalkan kestabilan genom.[27]

Sesetengah prokariot mempunyai gen jenis H2 tambahan yang ditetapkan sebagai RNase HIII dalam tatanama angka Rom yang digunakan bagi gen prokariot. Protein HIII lebih berkait rapat dengan kumpulan H2 mengikut identiti jujukan dan persamaan struktur, tetapi mempunyai keutamaan substrat yang lebih hampir menyerupai H1.[6][30] Tidak seperti HI dan HII yang kedua-duanya wujud meluas dalam kalangan prokariot, HIII hanya terdapat dalam beberapa organisma dengan taburan taksonomi yang tersebar; ia agak lebih biasa dalam arkea, dan jarang atau tidak pernah ditemui dalam genom prokariot yang sama seperti HI.[31]

Mekanisme

[sunting | sunting sumber]
RNase H reaction mechanism
Mekanisme tindak balas pemangkinan RNase H menggunakan dua ion logam dalam domain RNase H HIV-1

Tapak aktif hampir semua RNase H mengandungi empat sisa asid amino bercas negatif, yang dikenali sebagai motif DEDD; selalunya histidina, cth., dalam HIV-1, manusia serta E. coli.[2][6]

Sisa bercas mengikat dua ion logam yang diperlukan dalam pemangkinan; dalam keadaan fisiologi, ini adalah ion magnesium, tetapi mangan juga biasanya menyokong aktiviti enzim,[2][6] manakala kalsium atau kepekatan tinggi Mg2+ menghalang aktiviti.[10][32][33]

Berdasarkan bukti eksperimen dan simulasi komputer, enzim mengaktifkan molekul air yang terikat pada salah satu ion logam dengan histidina terpelihara.[32][34] Keadaan peralihan adalah bersifat bersekutu,[16] dan membentuk perantaraan dengan fosfat terproton dan alkoksida ternyahproton sebagai kumpulan keluar.[34] Kumpulan keluar diprotonkan melalui glutamat yang mempunyai pKa tinggi, dan berkemungkinan terproton. Mekanisme ini serupa dengan RNase T dan subunit RuvC dalam enzim Cas9 yang kedua-duanya juga menggunakan histidina dan mekanisme dua ion logam.

Mekanisme pelepasan produk terbelah masih belum diselesaikan. Bukti eksperimen daripada kristalografi diselesaikan masa dan nuklease serupa menunjukkan peranan ion ketiga dalam tindak balas yang diambil ke tapak aktif.[35][36]

Dalam biologi manusia

[sunting | sunting sumber]

Genom manusia mengandungi empat gen pengekodan RNase H:

  • RNASEH1, contoh subjenis H1 (monomer).
  • RNASEH2A, subunit pemangkin kompleks H2 trimer
  • RNASEH2B, subunit struktur kompleks H2 trimer
  • RNASEH2C, subunit struktur kompleks H2 trimer

Di samping itu, bahan genetik asal retrovirus sering muncul dalam genom, mencerminkan integrasi genom retrovirus endogen manusia. Peristiwa pemasukan sedemikian mengakibatkan kehadiran gen pengekodan transkriptase terbalik retrovirus yang merangkumi domain RNase H seperti ERVK6.[37] Retrotransposon ulangan terminal panjang (LTR) dan ulangan terminal tidak panjang (bukan LTR) juga biasa dalam genom, dan selalunya termasuk domain RNase H mereka sendiri, dengan sejarah evolusi yang kompleks.[38][39][40]

Peranan dalam penyakit

[sunting | sunting sumber]
Struktur kompleks H2 manusia trimer dengan subunit pemangkin A berwarna biru, subunit struktur B berwarna coklat, dan subunit struktur C berwarna merah jambu. Walaupun subunit B dan C tidak berinteraksi dengan tapak aktif, ia diperlukan dalam aktiviti. Sisa pemangkin dalam tapak aktif ditunjukkan dalam warna magenta. Kedudukan yang ditunjukkan dalam warna kuning memiliki mutasi AGS yang diketahui. Mutasi AGS yang paling biasa - alanina kepada treoninea pada kedudukan 177 subunit B - ditunjukkan sebagai sfera hijau. Kebanyakan mutasi ini tidak mengganggu aktiviti pemangkin in vitro, tetapi menjejaskan kestabilan kompleks atau mengganggu interaksi protein-protein dengan protein lain dalam sel.[41]

Dalam kajian kecil, mutasi dalam RNase H1 manusia telah dikaitkan dengan oftalmoplegia luaran progresif kronik, ciri umum penyakit mitokondrion.[24]

Mutasi dalam mana-mana daripada tiga subunit RNase H2 sudah mantap sebagai punca gangguan genetik jarang jumpa yang dikenali sebagai sindrom Aicardi-Goutières (AGS) yang menjelma sebagai gejala neurologi dan dermatologi pada usia awal.[42] Gejala AGS hampir sama dengan jangkitan virus kongenital, dan dikaitkan dengan kawal atur interferon jenis I yang tidak sesuai. AGS juga boleh disebabkan oleh mutasi dalam gen lain: TREX1, SAMHD1, ADAR dan MDA5/IFIH1, yang kesemuanya terlibat dalam pemprosesan asid nukleik.[43] Pencirian taburan mutasi dalam populasi pesakit AGS mendapati 5% daripada semua mutasi AGS dalam RNASEH2A, 36% dalam 2B, dan 12% dalam 2C. Mutasi dalam 2B telah dikaitkan dengan kemerosotan neurologi yang agak ringan, dan ketiadaan kawal atur peningkatan gen cetusan interferon yang boleh dikesan pada pesakit dengan genotip berkaitan AGS lain.[43]

Dalam virus

[sunting | sunting sumber]
Struktur kristal heterodimer transkripase terbalik HIV (kuning dan hijau), dengan domain RNase H ditunjukkan dalam warna biru (tapak aktif dalam sfera magenta). Untaian asid nukleik oren ialah RNA, dan untaian merah ialah DNA.[44]

Dua kumpulan virus menggunakan transkripsi terbalik sebagai sebahagian daripada kitaran hayatnya: retrovirus yang mengekod genomnya dalam RNA untai tunggal dan mereplikasi melalui perantaraan DNA untai dua; dan virus dsDNA-RT, yang mereplikasi genom DNA rantai dua melalui perantaraan "pragenom" RNA. Contoh patogenik termasuk HIV dan virus hepatitis B, masing-masing. Kedua-dua mengekod protein transkripase terbalik (RT) pelbagai fungsi besar yang mengandungi domain RNase H.[45][46]

Protein RT retrovirus daripada HIV-1 dan virus leukemia murin ialah ahli keluarga yang paling lazim dikaji.[47][48] RT retrovirus bertanggungjawab dalam menukar genom RNA untai tunggal virus kepada DNA dwiuntai. Proses ini memerlukan tiga langkah: pertama, aktiviti polimerase DNA bergantungan RNA menghasilkan DNA untai tolak daripada templat RNA untai tambah, menghasilkan perantara hibrid RNA:DNA; kedua, helai RNA dimusnahkan; dan ketiga, aktiviti polimerase DNA bergantungan DNA mensintesis DNA untai tambah, menghasilkan DNA dwiuntai sebagai produk akhir. Langkah kedua proses ini dijalankan oleh domain RNase H yang terletak di terminal C protein RT.[4][5]</ref>[49][50]

RNase H melakukan tiga jenis tindakan pembelahan: penguraian tak khusus genom RNA untai tambah, penyingkiran khusus primer tRNA untai tolak, dan penyingkiran primer saluran polipurina (PPT) yang kaya purina tambah.[51] RNase H memainkan peranan dalam pemprimeran untaian tambah, tetapi bukan dalam kaedah konvensional untuk mensintesis jujukan primer baharu. Sebaliknya, RNase H mencipta "primer" daripada PPT yang tahan belahan RNase H. Dengan mengalih keluar semua tapak kecuali PPT, PPT digunakan sebagai penanda penghujung kawasan U3 ulangan terminal panjangnya.[50]

Oleh kerana aktiviti RNase H diperlukan dalam percambahan virus, domain ini telah dianggap sebagai sasaran ubat bagi pembangunan ubat antiretrovirus yang digunakan dalam rawatan HIV/AIDS dan keadaan lain yang disebabkan oleh retrovirus. Perencat RNase H retrovirus dalam beberapa kemotip berbeza telah dikenal pasti, kebanyakannya mempunyai mekanisme tindakan berdasarkan pengkelatan kation tapak aktif.[52] Perencat transkriptase terbalik yang secara khusus menghalang fungsi polimerase RT adalah dalam penggunaan klinikal yang meluas, tetapi bukan perencat fungsi RNase H; ia adalah satu-satunya fungsi enzim dikodkan HIV yang belum disasarkan oleh ubat-ubatan dalam penggunaan klinikal.[49][53]

Evolusi

[sunting | sunting sumber]

RNase H wujud secara meluas, dan wujud dalam semua domain kehidupan. Keluarga ini tergolong dalam superkeluarga enzim nuklease yang lebih besar[7][8] dan dianggap kuno dalam evolusi.[54] Dalam genom prokariot, pelbagai gen RNase H sering wujud, tetapi terdapat sedikit korelasi antara kejadian gen HI, HII dan HIII kepada hubungan filogenetik keseluruhan, menunjukkan bahawa pemindahan gen mendatar mungkin memainkan peranan dalam mewujudkan taburan enzim ini. RNase HI dan HIII jarang atau tidak pernah muncul dalam genom prokariot yang sama. Apabila genom organisma mengandungi lebih daripada satu gen RNase H, ia kadangkala mempunyai perbezaan yang ketara dalam tahap aktiviti. Pemerhatian ini telah dicadangkan untuk mencerminkan corak evolusi yang mengurangkan pelewahan berfungsi di kalangan gen RNase H.[6][31] RNase HIII yang unik kepada prokariot mempunyai taburan taksonomi yang berselerak, dan terdapat dalam kedua-dua bakteria dan arkea;[31] ia dipercayai telah menyimpang dari HII agak awal.[55]

Trajektori evolusi RNase H2 dalam eukariot, terutamanya mekanisme di mana homolog eukariot menjadi heterotrimer wajib, masih tidak jelas; subunit B dan C tidak mempunyai homolog yang jelas dalam prokariot.[2][26]

Aplikasi

[sunting | sunting sumber]

Oleh kerana RNase H secara khusus merendahkan hanya RNA dalam hibrid RNA:DNA dwiuntai, ia biasanya digunakan sebagai reagen makmal dalam biologi molekul. Persediaan tulen E. coli RNase HI dan HII tersedia secara komersial. RNase HI sering digunakan untuk memusnahkan templat RNA selepas sintesis DNA pelengkap (cDNA) untaian pertama melalui transkripsi terbalik. Ia juga boleh digunakan untuk membelah urutan RNA tertentu dengan kehadiran segmen pendek pelengkap DNA.[56] Teknik yang sangat sensitif seperti resonans plasmon permukaan boleh digunakan untuk pengesanan.[57][58] RNase HII boleh digunakan untuk merendahkan komponen primer RNA bagi serpihan Okazaki atau memperkenalkan samaran beruntai tunggal di kedudukan yang mengandungi ribonukleotida.[56] Satu varian PCR permulaan panas, dikenali sebagai PCR bergantungan RNase H atau rhPCR, telah diterangkan menggunakan RNase HII stabil haba daripada arkea hipertermofil Pyrococcus abyssi.[59] Nota, protein perencat ribonuklease yang biasa digunakan sebagai reagen tidak berkesan untuk menghalang aktiviti sama ada HI atau HII.[56]

Sejarah

[sunting | sunting sumber]

Ribonukleases H pertama kali ditemui di makmal Peter Hausen apabila penyelidik menemui aktiviti endonuklease hibrid RNA:DNA dalam timus anak lembu pada tahun 1969 dan memberikannya nama "ribonuklease H " untuk menetapkan kekhususan hibridnya.[25][60][61] Aktiviti RNase H kemudiannya ditemui dalam E. coli[62] dan dalam sampel onkovirus dengan genom RNA semasa kajian awal transkripsi songsang virus.[63][64] Ia kemudiannya menjadi jelas bahawa ekstrak timus anak lembu mengandungi lebih daripada satu protein dengan aktiviti RNase H,[65] dan E. coli mengandungi dua gen RNase H.[66][67] Pada asalnya, enzim yang kini dikenali sebagai RNase H2 eukariot telah ditetapkan sebagai H1 dan sebaliknya, tetapi nama enzim eukariot telah ditukar untuk memadankan mereka dalam E. coli bagi memudahkan analisis perbandingan, menghasilkan tatanama moden di mana enzim prokariot ditetapkan dengan angka Rom dan enzim eukariot pula dengan angka Arab.[2][25][30][68] RNase HIII prokariot yang dilaporkan pada tahun 1999 ialah subjenis RNase H terkini yang dikenal pasti.[30]

Pencirian RNase H2 eukariot ialah satu cabaran sejarah, sebahagiannya disebabkan oleh kelimpahannya yang rendah.[2] Usaha berhati-hati dalam penulenan enzim mencadangkan bahawa tidak seperti E. coli RNase H2, enzim eukariotik mempunyai beberapa subunit.[69] Homolog S. cerevisiae protein E. coli (iaitu subunit H2A) mudah dikenal pasti oleh bioinformatik apabila genom yis dijujukkan,[70] tetapi protein yang sepadan didapati tidak mempunyai aktiviti enzim secara berasingan.[2][22] Akhirnya, subunit yis B dan C telah diasingkan dengan penulenan bersama, dan didapati diperlukan dalam aktiviti enzim.[71] Walau bagaimanapun, subunit yis B dan C mempunyai identiti jujukan yang sangat rendah kepada homolog mereka dalam organisma lain, dan protein manusia yang sepadan telah dikenal pasti secara muktamad hanya selepas mutasi dalam ketiga-tiga didapati menyebabkan sindrom Aicardi-Goutières.[2]

Rujukan

[sunting | sunting sumber]
  1. ^ PDB: 1JL1​; Goedken ER, Marqusee S (December 2001). "Native-state energetics of a thermostabilized variant of ribonuclease HI". Journal of Molecular Biology. 314 (4): 863–71. doi:10.1006/jmbi.2001.5184. PMID 11734003.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q "Ribonuclease H: the enzymes in eukaryotes". The FEBS Journal. 276 (6): 1494–505. March 2009. doi:10.1111/j.1742-4658.2009.06908.x. PMC 2746905. PMID 19228196.
  3. ^ a b c "Crystal structure of RNase H3-substrate complex reveals parallel evolution of RNA/DNA hybrid recognition". Nucleic Acids Research. 42 (14): 9285–94. August 2014. doi:10.1093/nar/gku615. PMC 4132731. PMID 25016521.
  4. ^ a b c d "Crystal structure of the ribonuclease H domain of HIV-1 reverse transcriptase". Science. 252 (5002): 88–95. April 1991. Bibcode:1991Sci...252...88D. doi:10.1126/science.1707186. PMID 1707186.
  5. ^ a b "Identification and characterization of HIV-specific RNase H by monoclonal antibody". The EMBO Journal. 7 (1): 239–43. January 1988. doi:10.1002/j.1460-2075.1988.tb02805.x. PMC 454263. PMID 2452083.
  6. ^ a b c d e f g h i j k l m "Ribonuclease H: molecular diversities, substrate binding domains, and catalytic mechanism of the prokaryotic enzymes". The FEBS Journal. 276 (6): 1482–93. March 2009. doi:10.1111/j.1742-4658.2009.06907.x. PMID 19228197.
  7. ^ a b "The RNase H-like superfamily: new members, comparative structural analysis and evolutionary classification". Nucleic Acids Research. 42 (7): 4160–79. April 2014. doi:10.1093/nar/gkt1414. PMC 3985635. PMID 24464998.
  8. ^ a b "Retroviral integrases and their cousins". Current Opinion in Structural Biology. 6 (1): 76–83. February 1996. doi:10.1016/s0959-440x(96)80098-4. PMID 8696976.
  9. ^ "Thermal and mechanical multistate folding of ribonuclease H". The Journal of Chemical Physics. 131 (23): 235101. December 2009. Bibcode:2009JChPh.131w5101S. doi:10.1063/1.3270167. PMID 20025349.
  10. ^ a b "Specific recognition of RNA/DNA hybrid and enhancement of human RNase H1 activity by HBD". The EMBO Journal. 27 (7): 1172–81. April 2008. doi:10.1038/emboj.2008.44. PMC 2323259. PMID 18337749.
  11. ^ "Direct observation of the three-state folding of a single protein molecule". Science. 309 (5743): 2057–60. September 2005. Bibcode:2005Sci...309.2057C. doi:10.1126/science.1116702. PMID 16179479.
  12. ^ "A thermodynamic comparison of mesophilic and thermophilic ribonucleases H". Biochemistry. 38 (12): 3831–6. March 1999. doi:10.1021/bi982684h. PMID 10090773.
  13. ^ "The kinetic folding intermediate of ribonuclease H resembles the acid molten globule and partially unfolded molecules detected under native conditions". Nature Structural Biology. 4 (4): 298–304. April 1997. doi:10.1038/nsb0497-298. PMID 9095198.
  14. ^ "RNase H activity: structure, specificity, and function in reverse transcription". Virus Research. 134 (1–2): 86–103. June 2008. doi:10.1016/j.virusres.2007.12.007. PMC 2464458. PMID 18261820.
  15. ^ "Ribonuclease H: properties, substrate specificity and roles in retroviral reverse transcription". The FEBS Journal. 276 (6): 1506–16. March 2009. doi:10.1111/j.1742-4658.2009.06909.x. PMC 2742777. PMID 19228195.
  16. ^ a b "Making and breaking nucleic acids: two-Mg2+-ion catalysis and substrate specificity". Molecular Cell. 22 (1): 5–13. April 2006. doi:10.1016/j.molcel.2006.03.013. PMID 16600865.
  17. ^ "Molecular diversities of RNases H". Journal of Bioscience and Bioengineering. 88 (1): 12–9. January 1999. doi:10.1016/s1389-1723(99)80168-6. PMID 16232566.
  18. ^ "PCNA directs type 2 RNase H activity on DNA replication and repair substrates". Nucleic Acids Research. 39 (9): 3652–66. May 2011. doi:10.1093/nar/gkq980. PMC 3089482. PMID 21245041.
  19. ^ "The structural and biochemical characterization of human RNase H2 complex reveals the molecular basis for substrate recognition and Aicardi-Goutières syndrome defects". The Journal of Biological Chemistry. 286 (12): 10540–50. March 2011. doi:10.1074/jbc.M110.181974. PMC 3060507. PMID 21177858.
  20. ^ "RNase H enables efficient repair of R-loop induced DNA damage". eLife. 5: e20533. December 2016. doi:10.7554/eLife.20533. PMC 5215079. PMID 27938663.
  21. ^ a b "Viable RNaseH1 knockout mice show RNaseH1 is essential for R loop processing, mitochondrial and liver function". Nucleic Acids Research. 44 (11): 5299–312. June 2016. doi:10.1093/nar/gkw350. PMC 4914116. PMID 27131367. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  22. ^ a b "The absence of ribonuclease H1 or H2 alters the sensitivity of Saccharomyces cerevisiae to hydroxyurea, caffeine and ethyl methanesulphonate: implications for roles of RNases H in DNA replication and repair". Genes to Cells. 5 (10): 789–802. October 2000. doi:10.1046/j.1365-2443.2000.00373.x. PMID 11029655.
  23. ^ "Failure to produce mitochondrial DNA results in embryonic lethality in Rnaseh1 null mice". Molecular Cell. 11 (3): 807–15. March 2003. doi:10.1016/s1097-2765(03)00088-1. PMID 12667461.
  24. ^ a b "RNASEH1 Mutations Impair mtDNA Replication and Cause Adult-Onset Mitochondrial Encephalomyopathy". American Journal of Human Genetics. 97 (1): 186–93. July 2015. doi:10.1016/j.ajhg.2015.05.013. PMC 4572567. PMID 26094573. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  25. ^ a b c Hollis T, Shaban NM (2011-01-01). "Structure and Function of RNase H Enzymes". Dalam Nicholson AW (penyunting). Ribonucleases. Nucleic Acids and Molecular Biology. Springer Berlin Heidelberg. m/s. 299–317. doi:10.1007/978-3-642-21078-5_12. ISBN 978-3-642-21077-8.
  26. ^ a b c "Contributions of the two accessory subunits, RNASEH2B and RNASEH2C, to the activity and properties of the human RNase H2 complex". Nucleic Acids Research. 37 (1): 96–110. January 2009. doi:10.1093/nar/gkn913. PMC 2615623. PMID 19015152. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  27. ^ a b c "Ribonuclease H2 in health and disease". Biochemical Society Transactions. 42 (4): 717–25. August 2014. doi:10.1042/BST20140079. PMID 25109948.
  28. ^ "RNase H and multiple RNA biogenesis factors cooperate to prevent RNA:DNA hybrids from generating genome instability". Molecular Cell. 44 (6): 978–88. December 2011. doi:10.1016/j.molcel.2011.10.017. PMC 3271842. PMID 22195970.
  29. ^ "Mutagenic processing of ribonucleotides in DNA by yeast topoisomerase I". Science. 332 (6037): 1561–4. June 2011. Bibcode:2011Sci...332.1561K. doi:10.1126/science.1205016. PMC 3380281. PMID 21700875. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  30. ^ a b c "Identification of the genes encoding Mn2+-dependent RNase HII and Mg2+-dependent RNase HIII from Bacillus subtilis: classification of RNases H into three families". Biochemistry. 38 (2): 605–18. January 1999. doi:10.1021/bi982207z. PMID 9888800.
  31. ^ a b c "Evolution of ribonuclease H genes in prokaryotes to avoid inheritance of redundant genes". BMC Evolutionary Biology. 7: 128. July 2007. doi:10.1186/1471-2148-7-128. PMC 1950709. PMID 17663799.
  32. ^ a b "Evidence for a dual functional role of a conserved histidine in RNA·DNA heteroduplex cleavage by human RNase H1". FEBS Journal. 279 (24): 4492–500. December 2012. doi:10.1111/febs.12035. PMC 3515698. PMID 23078533.
  33. ^ "Calcium inhibition of ribonuclease H1 two-metal ion catalysis". Journal of the American Chemical Society. 136 (8): 3137–44. February 2014. doi:10.1021/ja411408x. PMC 3985467. PMID 24499076.
  34. ^ a b "The Role of Conserved Residues in the DEDDh Motif: the Proton-Transfer Mechanism of HIV-1 RNase H". ACS Catalysis. 11 (13): 7915–7927. 16 June 2021. doi:10.1021/acscatal.1c01493.
  35. ^ "A stepwise model for double-stranded RNA processing by ribonuclease III". Mol Microbiol. 67 (1): 143–54. January 2008. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.06032.x. PMID 18047582.
  36. ^ "Cation trafficking propels RNA hydrolysis". Nature Structural & Molecular Biology. 25 (8): 715–721. August 2019. doi:10.1038/s41594-018-0099-4. PMC 6110950. PMID 30076410.
  37. ^ "Genomic organization of the human endogenous retrovirus HERV-K(HML-2.HOM) (ERVK6) on chromosome 7". Genomics. 72 (3): 314–20. March 2001. doi:10.1006/geno.2000.6488. PMID 11401447.
  38. ^ "Convergence of retrotransposons in oomycetes and plants". Mobile DNA. 8 (1): 4. 14 March 2017. doi:10.1186/s13100-017-0087-y. PMC 5348765. PMID 28293305.
  39. ^ "Convergent evolution of ribonuclease h in LTR retrotransposons and retroviruses". Molecular Biology and Evolution. 32 (5): 1197–207. May 2015. doi:10.1093/molbev/msv008. PMC 4408406. PMID 25605791.
  40. ^ "Ribonuclease H evolution in retrotransposable elements". Cytogenetic and Genome Research. 110 (1–4): 392–401. 2005. doi:10.1159/000084971. PMID 16093691.
  41. ^ "The structural and biochemical characterization of human RNase H2 complex reveals the molecular basis for substrate recognition and Aicardi-Goutières syndrome defects". The Journal of Biological Chemistry. 286 (12): 10540–50. March 2011. doi:10.1074/jbc.M110.181974. PMC 3060507. PMID 21177858.
  42. ^ "Aicardi-Goutieres syndrome". British Medical Bulletin. 89: 183–201. 2009. doi:10.1093/bmb/ldn049. PMID 19129251.
  43. ^ a b "Aicardi-Goutières syndrome and the type I interferonopathies". Nature Reviews. Immunology. 15 (7): 429–40. July 2015. doi:10.1038/nri3850. PMID 26052098.
  44. ^ "Crystal structure of HIV-1 reverse transcriptase in complex with a polypurine tract RNA:DNA". The EMBO Journal. 20 (6): 1449–61. March 2001. doi:10.1093/emboj/20.6.1449. PMC 145536. PMID 11250910. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  45. ^ "Molecular biology of hepatitis B virus infection". Virology. 479–480: 672–86. May 2015. doi:10.1016/j.virol.2015.02.031. PMC 4424072. PMID 25759099.
  46. ^ Moelling K, Broecker F, Kerrigan JE (2014-01-01). "RNase H: Specificity, Mechanisms of Action, and Antiviral Target". Dalam Vicenzi E, Poli G (penyunting). Human Retroviruses. Methods in Molecular Biology. 1087. Humana Press. m/s. 71–84. doi:10.1007/978-1-62703-670-2_7. ISBN 978-1-62703-669-6. PMID 24158815.
  47. ^ "Insight into the mechanism of the stabilization of moloney murine leukaemia virus reverse transcriptase by eliminating RNase H activity". Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 74 (2): 440–2. February 2010. doi:10.1271/bbb.90777. PMID 20139597.
  48. ^ "Murine leukemia virus reverse transcriptase: structural comparison with HIV-1 reverse transcriptase". Virus Research. 134 (1–2): 186–202. June 2008. doi:10.1016/j.virusres.2008.01.001. PMC 2443788. PMID 18294720.
  49. ^ a b Nowotny M, Figiel M (2013-01-01). "The RNase H Domain: Structure, Function and Mechanism". Dalam LeGrice S, Gotte M (penyunting). Human Immunodeficiency Virus Reverse Transcriptase. Springer New York. m/s. 53–75. doi:10.1007/978-1-4614-7291-9_3. ISBN 978-1-4614-7290-2.
  50. ^ a b "HIV-1 Ribonuclease H: Structure, Catalytic Mechanism and Inhibitors". Viruses. 2 (4): 900–26. April 2010. doi:10.3390/v2040900. PMC 3185654. PMID 21994660.
  51. ^ "Uncovering the complexities of retroviral ribonuclease H reveals its potential as a therapeutic target". AIDS Reviews. 4 (4): 183–94. 2002. PMID 12555693.
  52. ^ "HIV-1 RT-associated RNase H function inhibitors: Recent advances in drug development". Current Medicinal Chemistry. 17 (26): 2837–53. 2010. doi:10.2174/092986710792065045. PMID 20858167.
  53. ^ "Recent progress in the research of small molecule HIV-1 RNase H inhibitors". Current Medicinal Chemistry. 21 (17): 1956–67. June 2014. doi:10.2174/0929867321666140120121158. PMID 24438523.
  54. ^ "Characters of very ancient proteins". Biochemical and Biophysical Research Communications. 366 (3): 607–11. February 2008. doi:10.1016/j.bbrc.2007.12.014. PMID 18073136. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  55. ^ "Evolutionary history of the TBP-domain superfamily". Nucleic Acids Research. 41 (5): 2832–45. March 2013. doi:10.1093/nar/gkt045. PMC 3597702. PMID 23376926.
  56. ^ a b c Nichols NM, Yue D (2001-01-01). Ribonucleases. Current Protocols in Molecular Biology. Chapter 3. John Wiley & Sons, Inc. m/s. Unit3.13. doi:10.1002/0471142727.mb0313s84. ISBN 978-0-471-14272-0. PMID 18972385.
  57. ^ "A non-PCR SPR platform using RNase H to detect MicroRNA 29a-3p from throat swabs of human subjects with influenza A virus H1N1 infection". The Analyst. 140 (13): 4566–75. July 2015. Bibcode:2015Ana...140.4566L. doi:10.1039/C5AN00679A. PMID 26000345. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan)
  58. ^ "Direct detection of genomic DNA by enzymatically amplified SPR imaging measurements of RNA microarrays". Journal of the American Chemical Society. 126 (13): 4086–7. April 2004. CiteSeerX 10.1.1.475.1922. doi:10.1021/ja039823p. PMID 15053580.
  59. ^ "RNase H-dependent PCR (rhPCR): improved specificity and single nucleotide polymorphism detection using blocked cleavable primers". BMC Biotechnology. 11: 80. August 2011. doi:10.1186/1472-6750-11-80. PMC 3224242. PMID 21831278.
  60. ^ "Enzyme from calf thymus degrading the RNA moiety of DNA-RNA Hybrids: effect on DNA-dependent RNA polymerase". Science. 166 (3903): 393–5. October 1969. Bibcode:1969Sci...166..393S. doi:10.1126/science.166.3903.393. PMID 5812039.
  61. ^ "Ribonuclease H. An enzyme degrading the RNA moiety of DNA-RNA hybrids". European Journal of Biochemistry. 14 (2): 278–83. June 1970. doi:10.1111/j.1432-1033.1970.tb00287.x. PMID 5506170.
  62. ^ "Ribonuclease H (hybrid) in Escherichia coli. Identification and characterization". The Journal of Biological Chemistry. 248 (7): 2621–4. April 1973. doi:10.1016/S0021-9258(19)44152-5. PMID 4572736.
  63. ^ "Association of viral reverse transcriptase with an enzyme degrading the RNA moiety of RNA-DNA hybrids". Nature. 234 (51): 240–3. December 1971. doi:10.1038/newbio234240a0. PMID 4331605.
  64. ^ "Ribonuclease H: a ubiquitous activity in virions of ribonucleic acid tumor viruses". Journal of Virology. 10 (6): 1136–42. December 1972. doi:10.1128/jvi.10.6.1136-1142.1972. PMC 356594. PMID 4118867.
  65. ^ "Distinct ribonuclease H activities in calf thymus". European Journal of Biochemistry. 52 (1): 179–90. March 1975. doi:10.1111/j.1432-1033.1975.tb03985.x. PMID 51794.
  66. ^ "DNA sequence of the gene coding for Escherichia coli ribonuclease H". The Journal of Biological Chemistry. 258 (2): 1276–81. January 1983. doi:10.1016/S0021-9258(18)33189-2. PMID 6296074.
  67. ^ "Isolation and characterization of a second RNase H (RNase HII) of Escherichia coli K-12 encoded by the rnhB gene". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 87 (21): 8587–91. November 1990. Bibcode:1990PNAS...87.8587I. doi:10.1073/pnas.87.21.8587. PMC 55002. PMID 2172991.
  68. ^ Crouch RJ, Arudchandran A, Cerritelli SM (2001-01-01). "RNase H1 of Saccharomyces cerevisiae: methods and nomenclature". Ribonucleases - Part A. Methods in Enzymology. 341. m/s. 395–413. doi:10.1016/s0076-6879(01)41166-9. ISBN 978-0-12-182242-2. PMID 11582793.
  69. ^ "Cloning of the cDNA encoding the large subunit of human RNase HI, a homologue of the prokaryotic RNase HII". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (22): 12872–7. October 1998. Bibcode:1998PNAS...9512872F. doi:10.1073/pnas.95.22.12872. PMC 23637. PMID 9789007.
  70. ^ "Yeast RNase H(35) is the counterpart of the mammalian RNase HI, and is evolutionarily related to prokaryotic RNase HII". FEBS Letters. 421 (1): 23–6. January 1998. doi:10.1016/s0014-5793(97)01528-7. PMID 9462832.
  71. ^ "RNase H2 of Saccharomyces cerevisiae is a complex of three proteins". Nucleic Acids Research. 32 (2): 407–14. 2004-01-01. doi:10.1093/nar/gkh209. PMC 373335. PMID 14734815.

Pautan luar

[sunting | sunting sumber]