El inhibidor de ribonucleasa (RI) es una proteína repetida grande (~450 residuos, ~49 kDa), ácida (pI ~4,7) rica en leucina que forma complejos extremadamente estrechos con ciertas ribonucleasas . Es una proteína celular importante, que comprende aproximadamente el 0,1% de toda la proteína celular en peso y parece desempeñar un papel importante en la regulación de la vida útil del ARN . [2]
RI tiene un contenido de cisteína sorprendentemente alto (~6,5%, cf. 1,7% en proteínas típicas) y es sensible a la oxidación. RI también es rico en leucina (21,5%, en comparación con el 9% de las proteínas típicas) y proporcionalmente menor en otros residuos hidrofóbicos, especialmente. valina , isoleucina , metionina , tirosina y fenilalanina .
Estructura
Vista lateral del inhibidor de ribonucleasa porcina; [1] la cinta tiene un color de azul ( terminal N ) a rojo ( terminal C ).
RI es la clásica proteína repetida rica en leucina, que consta de hélices α y hebras β alternadas a lo largo de su columna vertebral. Estos elementos de estructura secundaria se envuelven en un solenoide curvo de mano derecha que se asemeja a una herradura . Las hebras β y las hélices α paralelas forman la pared interior y exterior de la herradura, respectivamente. La estructura parece estar estabilizada por asparaginas enterradas en la base de cada vuelta, a medida que pasa de la hélice α a la hebra β. Las repeticiones αβ alternan entre 28 y 29 residuos de longitud, formando efectivamente una unidad de 57 residuos que corresponde a su estructura genética (cada exón codifica una unidad de 57 residuos).
Unión a ribonucleasas
Heterotetrámero complejo de ribonucleasa I (amarillo) e inhibidor (hélices rosadas), humano.
La afinidad de RI por las ribonucleasas se encuentra entre las más altas para cualquier interacción proteína-proteína ; la constante de disociación del complejo RI- RNasa A está en el rango femtomolar (fM) en condiciones fisiológicas. A pesar de esta alta afinidad, RI es capaz de unirse a una amplia variedad de RNasas A a pesar de su identidad de secuencia relativamente baja . Tanto los estudios bioquímicos como las estructuras cristalográficas de los complejos RI-RNasa A sugieren que la interacción se rige en gran medida por interacciones electrostáticas , pero también implica una superficie sustancial enterrada . [3] [4] La afinidad de RI por las ribonucleasas es importante, ya que muchas ribonucleasas tienen efectos citotóxicos y citostáticos que se correlacionan bien con la capacidad de unirse a RI. [5]
Los RI de mamíferos no pueden unirse a ciertos miembros de la familia de las ribonucleasas pancreáticas de otras especies. En particular, las RNasas de anfibios , como la ranpirnasa y la anfinasa de la rana leopardo del norte , escapan a la RI de los mamíferos y se ha observado que tienen una citotoxicidad diferencial contra las células cancerosas . [6]
^ ab PDB : 2BNH ; Kobe B, Deisenhofer J (1993). "Estructura cristalina del inhibidor de la ribonucleasa porcina, una proteína con repeticiones ricas en leucina". Naturaleza . 366 (6457): 751–6. doi :10.1038/366751a0. PMID 8264799. S2CID 34579479.
^ Shapiro R (2001). "Inhibidor de la ribonucleasa citoplásmica". Ribonucleasas - Parte A. Métodos en enzimología. vol. 341, págs. 611–28. doi :10.1016/S0076-6879(01)41180-3. ISBN9780121822422. PMID 11582809.
^ Lee FS, Shapiro R, Vallee BL (enero de 1989). "Inhibición de unión estrecha de angiogenina y ribonucleasa A por inhibidor de ribonucleasa placentaria". Bioquímica . 28 (1): 225–30. doi :10.1021/bi00427a031. PMID 2706246.
^ Papageorgiou AC, Shapiro R, Acharya KR (septiembre de 1997). "Reconocimiento molecular de la angiogenina humana por el inhibidor de la ribonucleasa placentaria: un estudio cristalográfico de rayos X con una resolución de 2,0 A". La Revista EMBO . 16 (17): 5162–77. doi :10.1093/emboj/16.17.5162. PMC 1170149 . PMID 9311977.
^ Makarov AA, Ilinskaya ON (abril de 2003). "Ribonucleasas citotóxicas: armas moleculares y sus objetivos". Cartas FEBS . 540 (1–3): 15–20. doi : 10.1016/s0014-5793(03)00225-4 . PMID 12681476. S2CID 30324366.
^ Ardelt W, Shogen K, Darzynkiewicz Z (junio de 2008). "Onconasa y anfinasa, las ribonucleasas antitumorales de los ovocitos de Rana pipiens". Biotecnología Farmacéutica Actual . 9 (3): 215–25. doi :10.2174/138920108784567245. PMC 2586917 . PMID 18673287.
Otras lecturas
Kobe B, Deisenhofer J (marzo de 1995). "Una base estructural de las interacciones entre repeticiones ricas en leucina y ligandos proteicos". Naturaleza . 374 (6518): 183–6. doi :10.1038/374183a0. PMID 7877692. S2CID 4364436.
Kobe B, Deisenhofer J (diciembre de 1996). "Mecanismo de inhibición de la ribonucleasa por la proteína inhibidora de la ribonucleasa basado en la estructura cristalina de su complejo con la ribonucleasa A". Revista de biología molecular . 264 (5): 1028–43. doi :10.1006/jmbi.1996.0694. PMID 9000628.
Papageorgiou AC, Shapiro R, Acharya KR (septiembre de 1997). "Reconocimiento molecular de la angiogenina humana por el inhibidor de la ribonucleasa placentaria: un estudio cristalográfico de rayos X con una resolución de 2,0 A". La Revista EMBO . 16 (17): 5162–77. doi :10.1093/emboj/16.17.5162. PMC 1170149 . PMID 9311977.
Suzuki M, Saxena SK, Boix E, Prill RJ, Vasandani VM, Ladner JE, Sung C, Youle RJ (marzo de 1999). "Ingeniería de citotoxicidad mediada por receptores en ribonucleasas humanas mediante bloqueo estérico de la interacción del inhibidor". Biotecnología de la Naturaleza . 17 (3): 265–70. doi :10.1038/7010. PMID 10096294. S2CID 23140257.
Shapiro R, Ruiz-Gutiérrez M, Chen CZ (septiembre de 2000). "Análisis de las interacciones del inhibidor de la ribonucleasa humana con angiogenina y ribonucleasa A por mutagénesis: importancia de los residuos del inhibidor dentro versus fuera del "punto caliente" C-terminal". Revista de Biología Molecular . 302 (2): 497–519. doi :10.1006/jmbi.2000.4075. PMID 10970748.
Bretscher LE, Abel RL, Raines RT (abril de 2000). "Una variante de ribonucleasa A con baja actividad catalítica pero alta citotoxicidad". La Revista de Química Biológica . 275 (14): 9893–6. doi : 10.1074/jbc.275.14.9893 . PMID 10744660.
Yakovlev GI, Mitkevich VA, Makarov AA (2006). "Inhibidores de ribonucleasa". Biología Molecular . 40 (6): 867–874. doi :10.1134/S0026893306060045. S2CID 31887913.
