เอ็มอาร์เอ็นเอ กัวนิลลิลทรานสเฟอเรส
ตัวระบุ
หมายเลข EC	2.7.7.50
หมายเลข CAS	56941-23-2
ฐานข้อมูล
อินท์เอ็นซ์	มุมมองของ IntEnz
เบรนด้า	เบรนด้าเข้าร่วม
เอ็กซ์แพซี่	มุมมองของ NiceZyme
เคกก์	รายการ KEGG
เมตาไซค์	วิถีการเผาผลาญ
ไพรแอม	ประวัติโดยย่อ
โครงสร้างPDB	RCSB PDB PDBe PDBsum
ค้นหา พีเอ็มซี บทความ พับเมด บทความ เอ็นซีบีไอ โปรตีน

เอนไซม์สร้างหมวก (CE) คือเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการติดหมวก 5'เข้ากับโมเลกุล mRNAที่กำลังถูกสังเคราะห์ในนิวเคลียสของเซลล์ในช่วงแรกของการแสดงออกของยีนการเติมหมวกเกิดขึ้นพร้อมกับการถอดรหัส หลังจากที่โมเลกุล RNAที่กำลังเติบโต มีนิวคลี โอไทด์เพียง 25 ตัว ปฏิกิริยาทางเอนไซม์นี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเฉพาะโดยโดเมนปลายคาร์บอกซิล (CTD) ที่ ถูกฟอสฟ อริเลตของ RNA polymerase IIดังนั้น หมวก 5' จึงมีความจำเพาะต่อ RNA ที่สังเคราะห์โดย polymerase นี้มากกว่า RNA ที่สังเคราะห์โดยRNA polymerase IหรือRNA polymerase III pre -mRNAผ่านการดัดแปลงหลายขั้นตอน ได้แก่ การสร้างหมวก 5' การตัดต่อ และการเติมโพลีอะ ดีนีนที่ปลาย 3' ก่อนที่จะกลายเป็น mRNA ที่สมบูรณ์ซึ่งจะออกจากนิวเคลียสเพื่อแปลเป็นโปรตีนที่ใช้งานได้ และการสร้างหมวกที่ปลาย 5' เป็นการดัดแปลงขั้นตอนแรกเหล่านี้ เอนไซม์สามชนิด ได้แก่อาร์เอ็นเอ ไตรฟอสเฟต กัวนิลลิลทรานสเฟอเรส (หรือ CE) และเมทิลทรานสเฟอเรส มีส่วนเกี่ยวข้องในการเติมหมู่เมทิลที่ปลาย 5' ของ mRNA

การเติมหมวก (Capping) เป็นกระบวนการสามขั้นตอนที่ใช้เอนไซม์ RNA triphosphatase, guanylyltransferase และ methyltransferase ^{[ 1 ] [ 2 ]} โดยผ่านขั้นตอนสามขั้นตอน หมวกจะถูกเติมเข้าไปที่หมู่ไฮดรอกซิล 5' ของนิวคลีโอไทด์ตัวแรกของ สาย mRNA ที่กำลังเติบโต ในขณะที่การถอดรหัสยังคงเกิดขึ้น^{[ 1 ] [ 3 ]} ขั้นแรก RNA 5' triphosphatase จะไฮโดรไลซ์หมู่ไตรฟอสเฟต 5' เพื่อสร้างไดฟอสเฟต-RNA จากนั้น การเติมGMPโดย guanylyltransferase จะสร้าง หมวกกั วโนซีนสุดท้าย RNA methyltransferase จะถ่ายโอนหมู่เมทิลไปยังหมวกกัวโนซีนเพื่อให้ได้หมวก 7-methylguanosine ซึ่งติดอยู่กับปลาย 5' ของทรานสคริปต์^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}เอนไซม์ทั้งสามชนิดนี้ ซึ่งเรียกรวมกันว่าเอนไซม์แคปปิ้ง จะสามารถเร่งปฏิกิริยาของพวกมันได้ก็ต่อเมื่อจับกับ RNA polymerase II ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการถอดรหัส DNA เป็น pre-mRNA เมื่อเกิดคอมเพล็กซ์ของ RNA polymerase II และเอนไซม์แคปปิ้งขึ้น เอนไซม์แคปปิ้งจะสามารถเพิ่มแคปให้กับ mRNA ในขณะที่ RNA polymerase II กำลังผลิตอยู่^{[ 6 ]}

RNA ของยูคาริโอตต้องผ่านกระบวนการดัดแปลงหลายขั้นตอนเพื่อให้สามารถส่งออกจากนิวเคลียสและแปลเป็นโปรตีนที่มีฟังก์ชันได้สำเร็จ ซึ่งหลายโปรตีนนั้นขึ้นอยู่กับการสร้างหมวก 5' บน mRNA ซึ่งเป็นการดัดแปลง mRNA ขั้นแรกที่เกิดขึ้น^{[ 6 ] [ 7 ]} การสร้างหมวก 5' มีความสำคัญต่อความเสถียรของ mRNA ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผล mRNA การส่งออก mRNA และการแปล^{[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]}หลังจากสร้างหมวกสำเร็จแล้ว การฟอสโฟรีเลชันเพิ่มเติมจะเริ่มต้นการดึงดูดเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการตัดต่อ RNA ซึ่งเป็นกระบวนการที่อินทรอนถูกกำจัดออกไปเพื่อสร้าง mRNA ที่สมบูรณ์^{[ 6 ]} การเพิ่มหมวกบน mRNA ช่วยปกป้องทรานสคริปต์จากเอ็กโซนิวคลีเอสที่ย่อยสลาย RNA ที่ไม่ได้รับการปกป้อง และช่วยในกระบวนการขนส่งส่งออกนิวเคลียสเพื่อให้ mRNA สามารถแปลเป็นโปรตีนได้^{[ 1 ]}หน้าที่ของหมวก 5' มีความสำคัญต่อการแสดงออกของ RNA ในที่สุด^{[ 1 ]}

เอนไซม์แคปปิ้งเป็นส่วนหนึ่งของ ซูเปอร์แฟ มิลีของนิวคลีโอไทด์ทรานสเฟอเรส แบบโควาเลนต์ ซึ่งรวมถึงดีเอ็นเอไลเกสและอาร์เอ็นเอไลเกสด้วย^{[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} เอนไซม์ในซูเปอร์แฟมิลีนี้มีลักษณะที่คล้ายคลึงกันดังต่อไปนี้:

• บริเวณอนุรักษ์ที่รู้จักกันในชื่อโมทีฟ I, II, III, IIIa, IV, V และ VI ซึ่งจัดเรียงตามลำดับเดียวกันและมีระยะห่างที่คล้ายกัน^{[ 7 ] [ 9 ] [ 11 ]}
• ลวดลายที่มีไลซีน KxDG (ลวดลาย I) ^{[ 7 ] [ 9 ]}
• ตัวกลางไลซิล-NMP แบบโควาเลน ต์ ^{[ 7 ] [ 9 ]}

เอนไซม์ปิดปลายประกอบด้วยสองโดเมนคือ โดเมนนิวคลีโอไทด์ทรานสเฟอเรส (NTase) และโดเมนจับโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่ปลาย C (OB) ^{[ 7 ] [ 10 ]}โดเมน NTase ซึ่งอนุรักษ์ไว้ในเอนไซม์ปิดปลาย ดีเอ็นเอไลเกส และอาร์เอ็นเอไลเกส ประกอบด้วย 5 มอทีฟ คือ I, III, IIIa, IV และ V ^{[ 7 ] [ 10 ]} มอทีฟ I หรือ KxDG เป็นไซต์ที่ใช้งานซึ่งมีการสร้างตัวกลางโคเวเลนต์ (ไลซิล)-N-GMP ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 11 ]} ทั้งโดเมน NTase และ OB มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ช่วยในปฏิกิริยาการปิดปลาย^{[ 10 ]}

เอนไซม์แคปปิ้งพบได้ในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอติก [ ^{8 ] [ 12 ] ขึ้น} อยู่กับสิ่งมีชีวิต เอนไซม์แคปปิ้งอาจเป็นพอลิเปปไทด์แบบ โมโนฟังก์ชันหรือไบฟังก์ชัน ^{[ 4 ] [ 5 ]} กัวนิลลิลทรานสเฟอเรส (Ceg1) ของSaccharomyces cerevisiaeถูกเข้ารหัสโดย ยีน CEG1และประกอบด้วยกรดอะมิโน 459 ตัว (53 กิโลดาลตัน) ^{[ 4 ] [ 13 ]}อาร์เอ็นเอไตรฟอสเฟต (Cet1) เป็นพอลิเปปไทด์ ที่แยกต่างหากประกอบด้วยกรดอะมิโน 549 ตัว (80 กิโลดาลตัน) ซึ่งถูกเข้ารหัสโดยยีนCET1 ^{[ 4 ] [ 13 ] [ 14 ]} เอนไซม์แคปปิ้งของมนุษย์เป็นตัวอย่างของพอลิเปปไทด์แบบไบฟังก์ชัน ซึ่งมีทั้งโดเมนไตรฟอสเฟต (ปลาย N) และโดเมนกัวนิลลิลทรานสเฟอเรส (ปลาย C) ^{[ 15 ] [ 16 ]}โดเมนกัวนิลลิลทรานสเฟอเรสของเอนไซม์แคปปิ้งmRNAของมนุษย์ ประกอบด้วยเกลียวเจ็ด เกลียวและสายเบต้า สิบห้า สายที่จัดกลุ่มเป็นสาม ห้า และเจ็ดสาย เรียงตัวเป็นแผ่นเบต้า แบบแอนติพาราเล ล^{[ 15 ]} โครงสร้างของ เอนไซม์มีโดเมนย่อยสามโดเมนที่เรียกว่าบานพับ ฐาน และฝาปิด^{[ 15 ]} ตำแหน่งการจับ GTP ตั้งอยู่ระหว่างโดเมนบานพับและฐาน^{[ 15 ]} โดเมนฝาปิดกำหนดรูปร่างของร่องตำแหน่งออกฤทธิ์ซึ่งประกอบด้วยตำแหน่งการจับ GTP ไลซีนที่เชื่อมฟอสโฟอะไมด์ และสารตกค้างโดยรอบ^{[ 15 ]} โดเมนกัวนิลลิลทรานสเฟอเรสเชื่อมต่อกับโดเมนไตรฟอสฟาเตสผ่านโครงสร้างลูปที่ยืดหยุ่นได้ 25 กรดอะมิโน^{[ 15 ]}

การต่อเชื่อมยีนขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของหมวก 7-เมทิลกัวโนซีน ความบกพร่องในการต่อเชื่อมยีนอาจเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ในกัวนิลลิลทรานสเฟอเรสซึ่งสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ป้องกันการสร้างหมวก อย่างไรก็ตาม ความรุนแรงของผลกระทบขึ้นอยู่กับการกลายพันธุ์ของกัวนิลลิลทรานสเฟอเรส^{[ 1 ]} นอกจากนี้ กัวนิลลิลทรานสเฟอเรสยังช่วยบรรเทาการยับยั้งการถอดรหัสที่เกิดจากNELF ^{[ 1 ] [ 17 ]} NELF ร่วมกับDSIFป้องกันการยืดตัวของการถอดรหัส^{[ 1 ] [ 5 ]} ดังนั้น การกลายพันธุ์ในเอนไซม์จึงสามารถส่งผลต่อการยืดตัวของการถอดรหัสได้^{[ 1 ]}

• การตัดต่ออาร์เอ็นเอ
• เอ็มอาร์เอ็นเอ (กัวนีน-N7-)-เมทิลทรานสเฟอเรส
• การดัดแปลงหลังการถอดรหัส
• การแปล (ชีววิทยา)
• ไรโบโซม
• การถอดเสียง
• อาร์เอ็นเอ โพลีเมอเรส II
• การถอดรหัสยูคาริโอต