En bioquímica , la wybutosina ( yW ) es un nucleósido muy modificado del ARN de transferencia de fenilalanina que estabiliza las interacciones entre los codones y los anticodones durante la síntesis de proteínas . [1] [2] Garantizar una síntesis precisa de proteínas es esencial para mantener la salud, ya que los defectos en las modificaciones del ARNt pueden causar enfermedades. En organismos eucariotas, se encuentra sólo en la posición 37, 3'-adyacente al anticodón, del ARNt de fenilalanina. La wybutosina permite la traducción correcta mediante la estabilización del par de bases codón-anticodón durante el proceso de decodificación. [3]
Utilizando un modelo de S. cerevisiae , se propuso la vía biosintética de la wybutosina. A través de un proceso multienzimático, el primer paso de la síntesis involucra la enzima N1-metiltransferasa TRM5 que metila el sitio G37 del ARNt de fenilalanina y lo convierte en m1G37. Luego, m1G37 actúa como sustrato para la enzima TYW1 y, utilizando piruvato como fuente de C-3, forma el núcleo tricíclico de wybutosina con mononucleótido de flavina (FMN) como cofactor. Luego, la enzima TYW2 transfiere el grupo α-amino-α-carboxipropilo de Ado-Met, un sustrato común involucrado en las transferencias de grupos metilo, a la cadena lateral lateral en la posición C-7 de yW-187 para formar yW-86. TYW3 actúa como catalizador para la metilación N-4 de yW-86 para producir yW-72. TYW4 y la carboximetiltransferasa dependiente de Ado-Met luego metitan el grupo α-carboxi de yW-72 para dar yW-57. Finalmente, mediante una segunda función prevista de TYW4 u otros factores no identificados, la metoxicarbonilación del grupo α-amino de la cadena lateral yW-58 da wybutosina. [4]
La wybutosina se ha sintetizado químicamente. [5] [6]
Se ha propuesto que la wybutosina y otros nucleósidos no naturales conducen a un resultado único de hipermodificación. Esta hipermodificación en la posición 37 del ARNt Phe puede permitir interacciones de apilamiento de bases que desempeñan un papel clave en el mantenimiento del marco de lectura. [7] A través de sus grandes grupos aromáticos, se mejoran las interacciones de apilamiento con las bases adyacentes A36 y A38, lo que ayuda a restringir la flexibilidad del anticodón. [8] Se ha descubierto que cuando el ARNt Phe carece de wybutosina, se produce un aumento del cambio de marco. Generalmente, las modificaciones en la posición 37 evitan el emparejamiento de bases con nucleótidos vecinos al ayudar a mantener y abrir la conformación del bucle, además de generar un bucle anticodón para la decodificación. La modificación con wybutosina del ARNt Phe se conserva en arqueas y eukarya, pero no en bacterias. Los estudios de las décadas de 1960 y 1970 señalaron que muchas mutaciones podrían provocar problemas de precisión de la traducción. Un estudio más detallado de los mecanismos implicados en la precisión de la traducción reveló la importancia de las modificaciones en las posiciones 34 y 37 del ARNt. Independientemente de la especie, estos sitios del ARNt casi siempre están modificados. El hecho de que la wybutosina y sus diversos derivados solo se encuentren en la posición 37 puede ser indicativo de la naturaleza de los codones de fenilalanina, UUU y UUC, y su predilección por el deslizamiento de ribosomas . [9] Esto ha llevado a suponer que la modificación del ARNt Phe en la posición 37 se correlaciona con la cantidad de secuencias resbaladizas de poliuridina que se encuentran en los genomas. [10]
El papel de Wybutosine en la prevención de cambios de marco ha planteado algunas dudas sobre su importancia, ya que existen otras estrategias además de la modificación con yW para evitar un cambio. En Drosophila no hay modificación en la posición 37 mientras que en mamíferos yW se modifica allí. Para explicar esta variabilidad ha surgido la idea del potencial de cambio de marco. Esto implica que las células utilizan el cambio de marco como un mecanismo para regularse a sí mismas en lugar de tratar de evitarlo en todo momento. [11] Se ha sugerido que el cambio de marco puede usarse de manera programada, posiblemente para aumentar la diversidad de codificación.