Svět RNA katalýzy

Svět RNA Svět RNA katalýzykatalýzyDaniel SvozilDaniel Svozil

1. podzimní škola teoretické a výpočetní chemieÚOCHB, 29. 10. 2006, svozil@uochb.cas.cz

Struktura DNAStruktura DNA

Centrální dogmaCentrální dogma

RibozymyRibozymy• Nobelova cena za chemii 1989 – Thomas

Cech a Sidney Altman• RNA se poskládá do složité prostorové

struktury a může katalyzovat biochemické reakce

• RNA může tedy být aktivním účastníkem v chemii života, nikoliv pouze přenašečem informace

• ribo + enzym =ribozym

Hypotéza RNA světaHypotéza RNA světa• RNA je schopna ukládata (RNA viry),

přenášet i duplikovat informaci• navíc může fungovat jako katalyzátor• problém s enzymy – co bylo dříve,

vejce či slepice?

RibozómRibozóm

RiboswitcheRiboswitche• vypínání a zapínání genů v odezvě na

potřeby organismu je jeden ze základních kontrolních mechanismů

• represory, aktivátory – regulační proteiny

• RNA elementy zabudované v mRNA cítí koncentraci malých metabolitů a v odpovědi vypínají a zapínají geny

RNA interferenceRNA interference

RibozymyRibozymy• štěpení či naopak spojení

fosfodiesterové vazby transesterifikací či hydrolýzou

• malé– hammerhead, HDV, hairpin, VS, glmS

• velké– group I a II introny, RNAse P

• peptidyl transfer– ribozóm

Katalytická strategieKatalytická strategie

HDVr - strukturaHDVr - struktura

HDVr – aktivní místoHDVr – aktivní místo

HDVr – výpočetní přístupHDVr – výpočetní přístup• otázky

– jaká je role Mg2+ (aktivní účast v katalýze, strukturní funkce)

– C75 – kyselina či báze?• přístup

– strukturní simulace– výpočty volné energie a pKa– reakční mechanismus – EVB

• spolupráce– J. Šponer, A. Warshel (LA), J. Florián (Chicago),

N. Walter (Michigan), M. Been (Duke), L. Rulíšek, M. Otyepka