РНК как катализатор
Реакции сплайсинга требуют нативной структуры РНК и 1-10 mM ионов магния. Это доказывается потерей реакционноспособности РНК при высоких температурах, присутствии различных денатурирующих агентов, интеркаляторов и деоксиолиго- нуклеотидов ( Cech & Bass, 1986 ). Ионы Mg2+ заменяемы ионами Mn2+ но не Ca2+, Zn2+, Co2+, или Pb2+. Полиамиды и высокие концентрации соли также не заменяют магний. Роль ионов трудно интерпретировать, так как хотя вторичная и третичная структуры РНК чувствительны к концентрации Mg2+ трудно отделить прямую роль ионов в катализе от их косвенного значения при формировании активной структуры РНК.
Выделяют три стратегии РНК интронов при катализе.
Первая: РНК специфически взаимодействует с гуанозином в первой реакции трасэстерификации. Km такой реакции равна 32mM. Структурные исследования показывают, что гуаниновое основание гуанозина связывается с РНК посредством 4 водородных связей (рис) . Вероятно, что что стэккинговые взаимодействия и совершенно другие силы дают вклад в свободную энергию связывания. Требование присутствия deoxyG и dideoxyG как ингибиторов сплайсинга показывает, что также есть взаимодействия 2'-ОН и 3'-ОН.
Вторая: последовательность интрона специфически взаимодействует с пиримидиновыми основаниями на конце 5' экзона и происходит вторая трасэстерификационная реакция сплайсинга . Мутации показывают, что пиримидин- богатые олигонуклеотиды могут действоваь как 5' экзоны. В этой межмолекулярной реакции сшивки экзонов, реакционноспособность олигонуклеотидов находится в следующем порядке CCCCC>UCU>CU>UUU>CC>UU.
Третья:
Усиление реактивности фосфатов на нуклеофильных сайтах. Первым указанием на это является наблюдение, что кольцевая форма IVS РНК подвергается гидролизу на связи, формируемой при циклизации, дающей линейную форму с 5' фосфатом и 3' гидроксильным концом.
