Дезоксирибозим (deoxyribozyme)
Дезоксирибозим (deoxyribozyme) [франц. des-, от лат. de- — приставка, означающая отделение, удаление, уничтожение, отмену чего-либо, греч. oxys — кислый, англ. ribo(se) — рибоза, от перестановки букв в англ. arabinose — арабиноза и zyme — закваска, дрожжи] — молекула ДНК, обладающая каталитический активностью. Описана способность Д. расщеплять, лигировать и фосфорилировать молекулы ДНК, метилировать порфирины и осуществлять гидролиз РНК.
Получены дезоксирибозимы с активностями РНКазы, которые используют в качестве кофакторов аминокислоты, ионы металлов, а также не требуют кофакторов вообще. При этом Mg2+-зависимые дезоксирибозимы расщепляют РНК со скоростью, сопоставимой с таковой природных рибозимов (kкат= 10 мин-1).
Поиск молекул ДНК, обладающих определенными ферментативными активностями, осуществляется с применением скрининга пула молекул со случайной первичной структурой. Результативность таких исследований во многом зависит от эффективности системы скрининга. Так, при отборе дезоксирибозимов с полинуклеотидкиназной активностью И. Ли и Р.Р. Брикер (1999 г.) использовали пул из 1015 различных молекул синтетических одноцепочечных ДНК длиной в 100 нуклеотидов со случайной 70- нуклеотидной последовательностью в центральной части. Из пула отбирали молекулы, способные фосфорилировать свой 5'-конец в присутствии различных рибо- или дезоксирибонуклеозидтрифосфатов. Наличие 5'-концевого фосфата обнаруживали по приобретению олигонуклеотидами способности участвовать в реакции лигирования с акцепторным олигонуклеотидом на одноцепочечной матрице, стыкующей их концы, поскольку только фосфорилированные молекулы ДНК могли лигироваться с акцепторной ДНК. Молекулы ДНК, длина которых увеличивалась в результате лигирования, очищали электрофорезом, амплифицировали и использовали в новых раундах скрининга. В итоге из смеси молекул ДНК были выделены олигонуклеотиды, фосфорилирующие свой 5'-концевой нуклеотид с использованием ?- фосфатной группы рибо- и дезоксирибонуклеотидов.
Некоторые олигонуклеотиды оказались высокоспецифичными в отношении доноров фосфатных групп и работали только в присутствии конкретных нуклеотидов, тогда как другие были неразборчивы в отношении индивидуальных донорных нуклеотидов. Более того, структурные исследования показали, что полученные молекулы ДНК обладают достаточной сложностью, чтобы делать выбор между различными молекулами субстратов, кофакторов и эффекторов.
На основании такого рода данных были сделаны выводы, что молекулы ДНК, как и РНК, способны формировать различные третичные структуры, необходимые для осуществления химического катализа. В будущем они могут быть использованы для конструирования различных дезоксирибозимов. При этом не исключается, что дезоксирибозимы могут быть обнаружены и in vivo.
Смотрите также:
