O riboswitch SAM ou ribointerruptor SAM (tamén coñecido como líder S-box ou líder de caixa S e riboswitch SAM-I) é un riboswitch que se atopa augas arriba de varios xenes que codifican proteínas implicadas na biosíntese de metionina ou cisteína en bacterias grampositivas. Un riboswitch é unha parte dunha molécula de ARNm que se une a unha pequena molécula (neste caso a SAM) e regula a actividade dun xene. Dous riboswitches SAM presentes en Bacillus subtilis que foron estudados experimentalmente actúan no control da terminación da transcrición. A súa estrutura secundaria predita consiste nunha complexa rexión de talo-bucle seguida por unha rexión terminadora de talo-bucle. Unha forma alternativa e mutuamente exclusiva implica as bases no segmento 3' da hélice 1 xunto coa rexión 5' da hélice 5 para formaren unha estrutura denominada forma antiterminador. Cando SAM non está unido, a secuencia antiterminador secuestra a secuencia terminador de modo que non se pode formar o terminador, permitindo que a polimerase lea o xene que está augas abaixo.Winkler, W., Nahvi, A., Sudarsan, N., Barrick, J., and Breaker, R. (2003) An mRNA structure that controls gene expression by binding S-adenosylmethionine. Nature Structural Biology, 10(9), 701–707. Cando a S-adenosil metionina (SAM) está unida ao aptámero, o anti-terminador é secuestrado por un anti-anti-terminador; entón fórmase o terminador e termina a transcrición.Epshtein, V., Mironov, A., and Nudler, E. (2003) The riboswitch-mediated control of sulfur metabolism in bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 100, 5052–5056. Porén, moitos riboswitches SAM son probablemente para regular a expresión xénica ao nivel de tradución.
Organización estrutural miniatura|Unha representación 3D do riboswitch SAM
A estrutura do riboswitch SAM foi determinada por cristalografía de raios X. O riboswitch SAM está organizado nunha encrucillada ou unión de catro vías, con dous conxuntos de hélices empilladas coaxialmente dispostos un ao lado do outro. Estes empillamentos mantéñense xuntos por un pseudonó formado entre o bucle do extremo do talo P2 e a rexión de unión J3/4. A formación do pseudonó é facilitada por un kink turn (xiro retorto) independente da proteína que induce unha curvatura de 100° en P2. As proteínas ribosómicas, que se unen aos kink turns no ribosoma, favorecen o pregamento do aptámero SAM ao interaccionaren co motivo kink turn P2. Tanto o kink-turn coma o pseudonó son esenciais para o establecemento dun pregamento global e unha unión produtiva. O peto de unión está dividido entre pares AU en tándem conservados no talo P1, a G conservada na rexión de unión J1/2, e a protuberancia asimétrica conservada no talo P3. Os residuos da cadea principal adenosil e metionina do SAM recoñécense pola formación de pontes de hidróxeno na protuberancia de P3 e a G conservada de J1/2. O grupo metilo é recoñecido indirectamente por medio do xofre cargado, que forma unha interacción electrostática co potencial de superficie negativo creado por pares AU en tándem no suco menor de P1. Estes pares están altamente conservados e as alteracións na orientación destes pares, así como a identidade das bases nos pares (é dicir, pares GC en troques de pares AU) resulta na redución da afinidade para SAM. Porén, a afinidade para SAH non se ve afectada polos cambios na secuencia P1, o que apoia tamén a idea de que a interacción entre SAM e a hélice P1 é de natureza electrostática.
Outra clase estrutural de riboswitches que se unen a S-adenosilmetionina (SAM) son enteiramente diferentes do riboswitch SAM-I. Estes riboswitches que se unen a SAM non relacionados son os riboswitches SAM-I, riboswitches SAM-III e riboswitches SAM-SAH.
Hai dúas clases riboswitches que se unen a SAM que están estruturalmente relacionadas cos riboswitches SAM-I. Os riboswitches SAM-IV, parecen compartir un sitio de unión a ligando similar ao dos riboswitches SAM-I, pero nun armazón distinto. En SAM-IV, o talo P4 está localizado augas abaixo do talo P1 e interacciona, por medio dun segundo pseudonó, con P3, mentres que o kink turn está ausente. Os riboswitches da variante SAM-I/IV combina as características dos riboswitches SAM-I e SAM-IV. Por exemplo, teñen o P4 fóra da unión multisistema, como os riboswitches SAM-IV, pero tamén a miúdo teñen un P4 similar a SAM-I dentro da unión multisistema. Con todo, a diferenza dos riboswitches SAM-I e SAM-IV, os riboswitches variantes carecen enteiramente dun bucle interno en P2. Como se sinalou antes, este bucle interno nos riboswitches SAM-I forma un motivo kink turn que permite que o ARN forme un pseudonó. Os riboswitches variantes carecen do bucle interno que podería permitir ese xiro, e tampouco mostran signos de formar o pseudonó similar ao de SAM-I.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Riboswitch SAM-II Riboswitch SAM-III Riboswitch SAM-IV Riboswitch SAM-V Riboswitch SAM-VI
Ligazóns externas
Entrada de PDB para a estrutura terciaria do riboswitch SAM
Categoría:Elementos de ARN reguladores en cis Categoría:Riboswitches