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| Domínio de ligação ao anticódon do tRNA | |
|---|---|
 leucil-tRNA sintetase deThermus thermophilus complexado com um análogo de substrato de edição pós-transferência | |
| Indicadores | |
| Símbolo | Anticódon 2 |
| Pfam | PF08264 |
| InterPro | IPR013155 |
| SCOP | 1ivs |
| Domínio de ligação ao anticódon DALR 1 | |
|---|---|
 Thermus thermophilus arginil-tRNA sintetase | |
| Indicadores | |
| Símbolo | DALR_1 |
| Pfam | PF05746 |
| InterPro | IPR008909 |
| SCOP | 1bs2 |
| Domínio de ligação ao anticódon DALR 2 | |
|---|---|
 estrutura cristalina do complexo binário cisteinil-tRNA sintetase com tRNACys | |
| Indicadores | |
| Símbolo | DALR_2 |
| Pfam | PF09190 |
| InterPro | IPR015273 |
Umaaminoacil-tRNA sintetase (aaRS ouARS), também chamada tRNA-ligase, é umaenzima quecatalisa aesterificação de um específicoaminoácido (ou de um seuprecursor) em um dos possíveistRNA correspondentes, com vista a formar umaminoacil-tRNA, ou seja, liga o aminoácido apropriado ao seutRNA.
Ela faz isso catalisando atransesterificação de um aminoácido cognato específico ou seu precursor para um de todos os seus tRNAs cognatos compatíveis para formar umaminoacil-tRNA. Em humanos, os 20 tipos diferentes de aa-tRNA são produzidos pelas 20 diferentes aminoacil-tRNA sintetases, uma para cada aminoácido docódigo genético.
Asintetase liga inicialmente umamolécula deATP e o correspondente aminoácido (ou seu precursor), para formar un aminoacil-adenilato, com libertação de uma molécula depirofosfato. O complexo adenilato-aaRS liga-se então à molécula de tRNA apropriada, e o aminoácido é transferido do aa-AMP para o 2'- oo 3'-OH da última base de tRNA (A76) no extremo 3' da molécula. Algumas sintetases também mediam a reacção deproofreading, para assegurar uma alta fidelidade no carregamento das moléculas de tRNA; se o tRNA for incorrectamente carregado, a ligação aminoacil-tRNA é hidrolizada.
Isso às vezes é chamado de "carregar" ou "carregar" o tRNA com um aminoácido. Uma vez que o tRNA é carregado, umribossomo pode transferir o aminoácido do tRNA para umpeptídeo em crescimento, de acordo com o código genético. Aminoacil tRNA, portanto, desempenha um papel importante notradução de RNA, a expressão degenes para criar proteínas.
Asintetase primeiro ligaATP e oaminoácido correspondente (ou seuprecursor) para formar um aminoacil-adenilato, liberando pirofosfato inorgânico (PPi ). Ocomplexo adenilato-aaRS liga-se então aobraço D da molécula de tRNA apropriado e o aminoácido é transferido do aa-AMP para o OH 2'- ou 3' do último nucleotídeo de tRNA (A76) na extremidadefinal 3'.
O mecanismo pode ser resumido na seguinte série de reações:
Resumindo as reações, a reação geral altamenteexergônica é a seguinte:
Algumas sintetases também medeiam uma reação deedição para garantir a alta fidelidade do carregamento do tRNA. Se o tRNA incorreto for adicionado (aka. o tRNA é considerado cobrado indevidamente), a ligação aminoacil-tRNA éhidrolisada. Isso pode acontecer quando dois aminoácidos têm propriedades diferentes, mesmo que tenham formas semelhantes—como é o caso comvalina etreonina.
A precisão de aminoacil-tRNA sintetase é tão alto que muitas vezes é emparelhado com a palavra "superespecificidade" quando comparada com outras enzimas que estão envolvidas no metabolismo. Embora nem todas as sintetases possuam um domínio com a finalidade única de edição, elas o compensam por possuírem ligação e ativação específicas de seus aminoácidos afiliados. Outra contribuição para a precisão dessas sintetases é a razão entre as concentrações de aminoacil-tRNA sintetase e seu tRNA cognato. Como o tRNA sintetase acila indevidamente o tRNA quando a sintetase é produzida em excesso, deve existir um limite nos níveis de aaRSs e tRNAsin vivo.[1][2]
Existem duas classes de aminoacil-tRNA sintetases, cada uma composta por dez enzimas:[3][4]
A única excepção é a fenilalanil-tRNA sintetase (PheRS), enzima de classe II que liga afenilalanina ao 2'-OH do tRNAPhe.
Os aminoácidos estão ligados ao grupohidroxila (-OH) da adenosina através do grupocarboxila (-COOH).
Independentemente de onde o aminoacil está inicialmente ligado ao nucleotídeo, o 2'-O-aminoacil-tRNA acabará por migrar para a posição 3' viatransesterificação.
Ambas as classes de aminoacil-tRNA sintetases são proteínasmultidomínio. Em um cenário típico, um aaRS consiste em um domíniocatalítico (onde ocorrem ambas as reações acima) e um domínio de ligação do anticódon (que interage principalmente com a região do anticódon do tRNA). Os RNAs de transferência para diferentes aminoácidos diferem não apenas em seu anticódon, mas também em outros pontos, dando a eles configurações globais ligeiramente diferentes. As aminoacil-tRNA sintetases reconhecem os tRNAs corretos principalmente por meio de sua configuração geral, não apenas por meio de seu anticódon.[5] Além disso, alguns aaRSs possuem domínios de ligação de RNA adicionais e domínios de edição que clivam moléculas de aminoacil-tRNA pareadas incorretamente.[6]
.PMID 7692438.doi:10.1073/pnas.90.19.8763